C#位运算

小灰灰 2021-08-24 13:05 663阅读 0赞

在C\#中可以对整型运算对象按位进行逻辑运算，按位进行逻辑运算的意义是：依次取被运算对象的每个位，进行逻辑运算，每个位的逻辑运算结果是结果值的每个位，C\#支持的位逻辑运算符如下表。

![format_png][]

1、位逻辑非运算

1变0，0变1

比如，对二进制的10010001进行为逻辑非运算，结果等于01101110，用十进制表示就是：~145等于110

![fc71afbf377d7ed56cf681629cd0d0ac8c5.jpg][]

![46c23b90af32ff6ef06b732bb9bc6d4b21a.jpg][]

用途：

暂时还没想明白，这个有啥实际的应用......

2、位逻辑与运算

“按位与”运算符(&)

位逻辑与运算将两个运算对象按位进行与运算，1与1等于1,1与0等于0

0&0=0，0&1=0，1&0=0，1&1=1.

用途：

①清零

运算对象：原来的数中为1的位，全部变为0

②取一个数中某些指定位

对传入的byte型参数name进行进行位逻辑与运算，name的每一位表示不同国家的美女

public static string doGirl(string name,string country)
    {
    	int i_name= int.Parse(name);
    	string ret= "";
        if ((i_name& 1) == 1) {
             ret=  StaticUtil.girlIni.ReadValue("girl",country+"-1");
        } else if ((i_name& 2) == 2) {
             ret=  StaticUtil.girlIni.ReadValue("girl",country+"-2");
        }else if ((i_name& 4) == 4) {
             ret=  StaticUtil.girlIni.ReadValue("girl",country+"-4");
        }else if ((i_name& 8) == 8) {
             ret=  StaticUtil.girlIni.ReadValue("girl",country+"-8");
        } else if ((i_name& 16) == 16) {
             ret=  StaticUtil.girlIni.ReadValue("girl",country+"-10");
        } else if ((i_name& 32) == 32) {
             ret=  StaticUtil.girlIni.ReadValue("girl",country+"-20");
        }
        return ret;
    }

③保留某一个数的某一位

与一个数进行&运算，此数在该位取1

例如：9&5可写算式如下： 00001001 (9的二进制补码)&00000101 (5的二进制补码)　00000001 (1的二进制补码)可见9&5=1。

按位与运算通常用来对某些位清0或保留某些位。例如把a 的高八位清 0 ， 保留低八位， 可作 a&255 运算 ( 255 的二进制数为0000000011111111)。

3、位逻辑或运算

位逻辑或运算将两个运算对象按位进行与运算，1或1等1，1或0等于1

0|0=0，0|1=1，1|0=1，1|1=1。

用途：

对一个数的某些位定值为1

例如：9|5可写算式如下： 00001001|00000101  
00001101 (十进制为13)可见9|5=13

4、位逻辑异或运算

位逻辑异或运算将两个运算对象按位进行异或运算。异或运算的规则是：相同得0，相异得1

0^0=0，0^1=1，1^0=1，1^1=0.

用途：

①使特定位翻转

假设有01111010，想使其低4位翻转，可以对它与00001111进行^运算

01111010^00001111=01110101

②与0相^，保留原值

③交换连个值，不用临时变量

假如a=3,b=4,，想将a和b的值互换，可以用以下赋值语句实现：

a=a^b;

b=b^a;

a=a^b；

5、位左移运算

位左移运算将整个数按位左移若干位，左移后空出的部分补0，比如8位的byte型变量byte a = 0x65（即二进制的01100101，十进制的101），将其左移3位的结果时0x28（即二进制的00101000，十进制的40）

用途：  
左移一位相当于乘以2，这个我想它只适用于高位都为0的情况

例如：

十进制数15,15<<3=?

猜测：15\*2\*2\*2 =120

实际运算：

![0c98b5ce9d99696e6c8a8d96557c99698bd.jpg][]

![e66d61c9871fe531a9364665a31eb148a63.jpg][]

但是如果被移除的高位中包含1，则会出现异常，需要抛异常？哈哈

十进制数85,85<<3=?

猜测：

85\*2\*2\*2 = 680

实际上：

01010101<<3 = 10101000  十进制为168

为什么呢？不明白，待以后分析吧

6、位右移运算

位右移运算将整个数按位右移若干位，右移后空出的部分填0。比如：8位的byte型变量Byte a=0x65(既（二进制的01100101）)将其右移3位：a>>3的结果是0x0c(二进制00001100)。

用途：  
右移一位相当于除以2

类似于位左移运算。

7、位运算赋值运算符

位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符,如：  
     &=,|=,>>=,<<=,^=

8、不同长度的数据进行位运算

如果两个数据长度不同，进行位运算时（如：a&b,而a为long型，b为int型），系统会将二者按右端对齐。如果b为正数，则左侧16位补满0，若b为负数，左端应补满1

9、位域

有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节，而值需占几个或一个二进制位。

例如在存放一个开关量时，只有0和1两种状态，用一位二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，C语言又提供了一种数据结构，称为“位域“，所谓”位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域，并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。

一、位域的定义和位域变量的说明，位域定义与结构定义相仿，其形式为：

struct位域结构名

\{位域列表\};

其中位域列表的形式为：类型说明符 位域名：位域长度

例如：

struct bs{
    int a:8;
    int b:2;
    int c:6;
    };

位域变量的说明与结构变量说明的方式相同，可采用先定义后说明，同时定义说明或者直接说明三种方式。例如：

struct bs
    {
    int a:8;
    int b:2;
    int c:6;
    }data;

说明data为bs变量，共占两个字节。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。对于位域的定义尚有以下几点说明：

1、一个位域必须存放在同一个字节中，不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一个位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一个单元开始。例如：

struct bs
    {
    unsigned a:4
    unsigned :0 /*空域*/
    unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/
    unsigned c:4
    }

在这个位域定义中，a占第一字节的4位，后4位填0表示不使用，b从第二字节开始，占用4位，c占用4位。

2、由于位域不允许跨两个字节，因此位域的长度不能大于一个字节的长度，也就是说不能超过8位二进位。

3、位域可以无位域名，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如：

struct k
    {
    int a:1
    int :2 /*该2位不能使用*/
    int b:3
    int c:2
    };

从以上分析可以看出，位域在本质上就是一种结构类型， 不过其成员是按二进位分配的。

二、位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为： 位域变量名·位域名 位域允许用各种格式输出。

main(){
    struct bs
    {
    unsigned a:1;
    unsigned b:3;
    unsigned c:4;
    } bit,*pbit;
    bit.a=1;
    bit.b=7;
    bit.c=15;
    printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c);
    pbit=&bit;//位域变量bit的地址送给指针变量pbit
    pbit->a=0;//用指针方式给位域a重新赋值
    pbit->b&=3;//复合的位运算符"&="， 该行相当于： pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值为7，与3作按位与运算的结果为、、3(111&011=011,十进制值为3)。
    pbit->c|=1;//复合位运算"|="， 相当于： pbit->c=pbit->c|1其结果为15。
    printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);//用指针方式输出了这三个域的值
    }

上例程序中定义了位域结构bs，三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。

C语言不仅提供了丰富的数据类型，而且还允许由用户自己定义类型说明符，也就是说允许由用户为数据类型取别名。类型定义符typedef即可用来完成此功能。例如，有整型量a,b,其说明如下： int a,b; 其中int是整型变量的类型说明符。int的完整写法为integer，为了增加程序的可读性，可把整型说明符用typedef定义为： typedef int INTEGER 这以后就可用INTEGER来代替int作整型变量的类型说明了。

例如： INTEGER a,b;它等效于： int a,b; 用typedef定义数组、指针、结构等类型将带来很大的方便，不仅使程序书写简单而且使意义更为明确，因而增强了可读性。例如：  
typedef char NAME\[20\]; 表示NAME是字符数组类型，数组长度为20。

然后可用NAME 说明变量，如： NAME a1,a2,s1,s2;完全等效于： char a1\[20\],a2\[20\],s1\[20\],s2\[20\]

又如：

typedef struct stu{
    char name[20];
    int age;
    char sex;
    }STU;

定义STU表示stu的结构类型，然后可用STU来说明结构变量：STU body1,body2;

typedef定义的一般形式为：typedef 原类型名 新类型名 其中原类型名中含有定义部分，新类型名一般用大写表示， 以便于区别。

在有时也可用宏定义来代替typedef的功能，但是宏定义是由预处理完成的，而typedef则是在编译时完成的，后者更为灵活方便。

注：宏定义，，，这个概念较为陌生，学无止境啊......

例如：

[@天体图][Link 1]提供的素材，非常形象生动

假设买保时捷，客户可以1选装音响，2换特殊漆，4选装轮胎配件，8选装外观配件。
    那么，我在选装这个属性里，填6=2+4就知道客户选了油漆和轮胎配件，
    14，就知道选了248。这种按位与，拼装出来的结果，是可以“拆分还原的”。
    
    如果你这样定义1音响，2油漆，3轮胎配件，4外观配件，如果属性是5，那么有可能拆除1+4和2+3，这拆分结果就不唯一了

但是为什么11解析之后会是1,2,4呢《非常感谢[@天体图][Link 1]这位网友，下面这段代码是判断数值对应哪位是1》

void runTest(){
        string ret = stringToByte("11");
    	string[] array = ret.Split(',');
    	for (int k = 0; k < array.Length; k++) {
    		if (array[k].Length > 0) {
    			System.Diagnostics.Debug.WriteLine(array[k]);
    		}
    	}
    }
    		
    string stringToByte(string ctbit)
    {
    	int i_data = int.Parse(ctbit);
    	string str = "";
    	string ret = "";
    	for (int i = 0; i < 8; i++) {
    		if (((i_data >> i) & 0x01) == 1) {
    			str = (i + 1).ToString();
    			ret += str + ",";
    		}
    	}
    	return ret;                         
    }

![d71ea656345b97803e75d315b7c1686882b.jpg][]

如果提供11（0000 1011）给你，你怎么知道选择了1和2和4呢?

先写到这里吧，待日后继续更新。

[江疏影讲Java@目录][Java]

![format_png 1][]

[format_png]: /images/20210813/1fbeee33dfb149b6b64a98fab4f15cdf.png
[fc71afbf377d7ed56cf681629cd0d0ac8c5.jpg]: /images/20210813/0d21bf98b627418191ef7c5b93e810eb.png
[46c23b90af32ff6ef06b732bb9bc6d4b21a.jpg]: /images/20210813/95181a9f56434610b53968f40b7e8a88.png
[0c98b5ce9d99696e6c8a8d96557c99698bd.jpg]: /images/20210813/9ed0465e3fc34185b0daffd613778d2d.png
[e66d61c9871fe531a9364665a31eb148a63.jpg]: /images/20210813/541b5e4d271a45d99356b72fbe71fa1f.png
[Link 1]: https://my.oschina.net/duoing
[d71ea656345b97803e75d315b7c1686882b.jpg]: /images/20210813/b84ed18753e045f99d71521fab4d6820.png
[Java]: https://my.oschina.net/u/4006148/blog/3067263
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