C/C++ 位操作符使用

本章小结：

1.掩码

就是一串2进制 对目标字段进行位与运算，屏蔽当前的输入位。

将源码与掩码经过逻辑运算得出新的操作数。其中要用到逻辑运算如OR运算。AND运算。用于如将ASCLL码中大写字母改作小写字母。

2.与 或 异或 转换成补码运算

3.用法：掩码 （&）

4. 用法：打开位 （|）

5.用法：关闭位 （&~）

6.用法：转置位 （^）

7. 将Value的第bit_number位置1 Value |= 1 << bit_number;

8. 将Value的第bit_number位置0 Value &= ~( 1 << bit_number );

9.value & 1 << bit_number 如果该位置已被置为1，则表达式的结果为非零值

C/C++提供位逻辑运算符和移位运算符。二者只能用于整形和字符型。位运算符是对每位进行操作而不影响左右两位，这有别于常规运算符（&&||!）是将整个数进行操作的。

一．位逻辑运算符

1．~按位取反

将1变为0，将0变为1

EG：

~(10011010)

(01100101)

注：

VC++编译器，计算～10，得出的结果是－11。为什么不是5呢

10的二进制表示为1010，按位取反应该为0101，也就是十进制的5，为什么会得出－11？

VC是32位编译器，所以

10=00000000000000000000000000001010

~10=11111111111111111111111111110101=-11

可以通过掩码（位与）与15位与

15=00000000000000000000000000001111

~10=00000000000000000000000000000101=-11

2．&按位取与

只有两个操作数都是1结果才是1，否则为0

10=00000000000000000000000000001010

12=00000000000000000000000000001100

&

8=00000000000000000000000000001000

3．|按位取或

两个操作数任意一位为1结果就是1

10=00000000000000000000000000001010

12=00000000000000000000000000001100

|

14=00000000000000000000000000001110

4．^按位异或

两个操作数不同为1，相同为0

10=00000000000000000000000000001010

12=00000000000000000000000000001100

^

14=00000000000000000000000000000110

5．用法：掩码

掩码是通过&（位与）将某些位设置为开（1），将某些位设置为关（0）。将掩码0看做不透明，将1看着透明。

EG：

如只显示第二、三位

107=0110 1011

6=0000 0110

&

2=0000 0010

6．用法：打开位

打开位是通过|（位或）打开一个值的特定位，同时保持其他位的不变。这是因为和0位或都为0，和1位或都为1。

EG：

如只打开第二、三位

107=0110 1011

6=0000 0110

|

111=0110 1111

7．用法：关闭位

关闭某些位

EG：

如关闭第二、三位

107=0110 1011

6=0000 0110

& ~

105=0110 1001

8．用法：转置位

如果一位为1则转置为0，如果一位为1则转置为0

EG：

如转置第二、三位

107=0110 1011

6=0000 0110

^

105=0110 1101

二．移位运算符

1. <<左移

左移运算符是把操作数的值的每一位向左移动，移动的位数有右边的操作数决定，右侧空出的位数用0填充

EG：

如转置第二、三位

107=0110 1011 <<2

<<

172=1010 1100

在计算机中由于是32位的

107=0000 00000000 00000000 00000110 1011 <<2

<<

428=0000 00000000 00000000 00011010 1100

1. >>右移

右移运算符是把操作数的值的每一位向右移动，移动的位数有右边的操作数决定，左边丢弃的位数用0填充

EG：

如转置第二、三位

107=0110 1011 >>2

>>

26=0001 1010

一、传统的C方式位操作：

1.基本操作：

使用一个unsigned int变量来作为位容器。

2.操作符：

| 按位或操作符：result=exp1|exp2;当exp1和exp2中对应位中至少有一个为1时，result中对应位为1，否则为0。

&按位与操作符：：result=exp1&exp2;当exp1和exp2中对应位全为1时，result中对应位为1，否则为0。

^ 按位异或或操作符：result=exp1^exp2;当exp1和exp2中对应位不相同时，result中对应位为1，否则为0。

~ 反转操作符：将位容器中的所有位都反转，1变为0，0变为1。

<< 按位左移操作符：exp<<n，将容器中所有的位向左移n位，空出的位用0填充。

>> 按位右移操作符：exp>>n，将容器中所有的位向右移n位，空出的位用0填充。

|=,&=,^= 分别对应|&^三种操作符的复合操作符。

3.常用操作

这里我们假设有一个result的unsigned int变量用来储存32个学生的成绩（通过和不通过分别用0和1），这样result就有33位（result从右至左，从0开始计算位数，在这个例子中0位被浪费）。

(a) 将第27位设置为及格（设作1）其他位不变：

result|＝(1<<27) //任意的位值与1作按位或操作其值为1，而与0作按位与操作其值不变

(b) 将第27位设置成不及格（设为0）。

result&=~(1<<27) //任意的位值与0作按位与操作其值为0，而与1作按位与操作其值不变

(c) 反转第27位的值。

result^=(1<<27) //任意的位值与1作按位异或操作其值为1，而与0作按位异与操作其值不变

二、C++中的bitset容器

1.头文件：

#include <bitset>

2.声明一个容器：

(a)声明一个指定位数的空容器（所有位设为0）: bitset<int> bits;

(b)声明一个指定位数并将指定的几个位初始化为相应值的容器： bitset<n> bits(int);

bitdet<int> bits(string&)

总结：bitset模板类中类型参数传递容器的位数，而构造函数参数通过一个int或一个string&值来从右至左初始化容器中的相应值。

3.bitset的基本用法：

操作	功能	用法
test(pos)	pos位是否为1?	a.test(4)
any()	任意位是否为1?	a.any()
none()	是否没有位为1?	a.none()
count()	值是1的位的小数	count()
size()	位元素的个数	size()
[pos]	访问pos位	a[4]
flip()	翻转所有位	a.flip()
flip(pos)	翻转pos位	a.flip(4)
set()	将所有位置1	a.set()
set(pos)	将pos位置1	a.set(4)
reset()	将所有位置0	a.reset()
reset(pos)	将pos位置0	a.reset(4)

4.bitset与传统C位操作及字符串的转换

可以通过to_string()成员将容器转输出为一个string字符串，另外还可以用to_long()成员将容器输出到传统的用于C风格的位容器中。如：

unsigned long bits = bits.to_long();

sting str(bits.to_string());