Linux C：位运算符

一、位运算符

位运算符直接操作数据的二进制位，适用于底层硬件操作、数据压缩、状态控制等场景，效率极高。

1. 基本运算符功能

运算符	名称	功能说明
&	按位与	对应位均为 1 则为 1，否则为 0（可用于清位、取位）
|	按位或	对应位有一个为 1 则为 1，否则为 0（可用于置位）
^	按位异或	对应位不同则为 1，相同则为 0（可用于交换变量、加密）
~	按位取反	0 变 1，1 变 0（注意：对有符号数操作会涉及补码，结果可能为负数）
<<	左移	数据左移 n 位，右边补 0（等价于数据 * 2^n，注意溢出）
>>	右移	数据右移 n 位，左边补符号位（有符号数，算术右移）或补 0（无符号数，逻辑右移），等价于数据 / 2^n（整数除法）

&按位与：与0得0，| 按位或：或1置1

^异或：相同为0，相异为1

<<左移：让数据变大，等价于 * 2^n

>>右移：让数据缩小，等价于 / 2^n

^异或：可以实现不使用第三方变量完成两个数的交换

2. 常用操作

• 置位（将第 n 位置为 1）：num |= (1 << n);（n 从 0 开始，如置第 3 位：num |= 1<<3;）
• 清位（将第 n 位置为 0）：num &= ~(1 << n);（如清第 2 位：num &= ~(1<<2);）
• 取位（判断第 n 位是否为 1）：if (num & (1 << n)) { ... }
• 异或交换变量（无需临时变量）：

  int a = 3, b = 5;
  a ^= b;  // a = 3^5 = 6
  b ^= a;  // b = 5^6 = 3（原a的值）
  a ^= b;  // a = 6^3 = 5（原b的值）异或特性：
  a ^ a = 0，a ^ 0 = a，a ^ b ^ b = a

位运算符优先级：

移位运算符优先级高于其余位运算符

使用场景：

将一个数据第n位置1：

num |= (1 << n);

将一个数据某位置0：

num &= ~(1 << n);

注意：

左移溢出：无符号数左移超出位数后高位丢失（如 8 位无符号数 0xff << 1 结果为 0xfe）；有符号数左移可能导致符号改变（如 int 型 0x40000000 << 1 会变为负数）