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C++ 位运算符详解

C++ 提供了多种位运算符，用于直接操作整数的二进制位。以下是主要的位运算符及其用法：

1. 位与运算符 (&)

按位与操作，对应位都为1时结果为1，否则为0。

int a = 5;    // 0101
int b = 3;    // 0011
int c = a & b; // 0001 (1)

2. 位或运算符 (|)

按位或操作，对应位有一个为1时结果为1。

int a = 5;    // 0101
int b = 3;    // 0011
int c = a | b; // 0111 (7)

3. 左移运算符 (<<)

将二进制位向左移动指定位数，右侧补0。

int a = 5;     // 0101
int b = a << 1; // 1010 (10)

4. 右移运算符 (>>)

将二进制位向右移动指定位数，左侧补0（无符号数）或补符号位（有符号数）。

int a = 5;     // 0101
int b = a >> 1; // 0010 (2)int c = -8;     // 11111111111111111111111111111000 (32位系统)
int d = c >> 1; // 11111111111111111111111111111100 (-4)

5. 异或运算符 (^)

按位异或操作，对应位不同时结果为1，相同时为0。

int a = 5;    // 0101
int b = 3;    // 0011
int c = a ^ b; // 0110 (6)

6. 位取反运算符 (~)

按位取反操作，所有位0变1，1变0。

int a = 5;    // 00000000000000000000000000000101 (32位系统)
int b = ~a;    // 11111111111111111111111111111010 (-6)

常见用途

1. 位掩码：使用 & 和 | 来设置或检查特定位

   const int FLAG_A = 1 << 0; // 0001
   const int FLAG_B = 1 << 1; // 0010int flags = FLAG_A | FLAG_B; // 设置两个标志位
   if (flags & FLAG_A) { /* FLAG_A被设置 */ }
   

2. 快速乘除：左移相当于乘以2的幂，右移相当于除以2的幂

   int a = 10;
   int b = a << 2; // 相当于 a * 4 = 40
   int c = a >> 1; // 相当于 a / 2 = 5
   

3. 交换变量：使用异或交换两个变量

   int a = 5, b = 7;
   a ^= b;
   b ^= a;
   a ^= b;
   // 现在a=7, b=5
   

注意：位运算符通常用于无符号整数类型，对有符号整数使用时要特别注意符号位的影响。