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按位与,按位或,按位异或,按位取反

位运算符:是指对二进制位从低位到高位对齐后进行运算。

1、按位与 &

 二进制“与”运算规则:1&1=1 1&0=0 0&0=0

例如: $n=6; $m=12; $n&$m=???

其中;

6 = 二进制   110;

12= 二进制1100;

 $n&$m=10

 

0110

1100

==》0100(二进制)===》10(十进制)

2、按位或 |

二进制“或”运算规则:1|1=1 1|0=1 0|0=0 

3、按位异或  ^

参与运算的两个值,如果两个相应位相同,则结果为0,否则为1。即:0^0=0, 1^0=1, 0^1=1, 1^1=0

例如:10100001^00010001=10110000

0^0=0,0^1=1 0异或任何数=任何数

1^0=1,1^1=0 1异或任何数-任何数取反

 

任何数异或自己=把自己置0

(1)按位异或可以用来使某些特定的位翻转,如对数10100001的第2位和第3位翻转,可以将数与00000110进行按位异或运算。

          10100001^00000110=10100111 //1010 0001 ^ 0x06 = 1010 0001 ^ 6

(2)通过按位异或运算,可以实现两个值的交换,而不必使用临时变量。例如交换两个整数a,b的值,可通过下列语句实现:

    a=10100001,b=00000110

    a=a^b;   //a=10100111

    b=b^a;   //b=10100001

    a=a^b;   //a=00000110

(3)异或运算符的特点是:数a两次异或同一个数b(a=a^b^b)仍然为原值a.

4、按位取反~

二进制每一位取反,0变1,1变0。

~9的计算步骤:
转二进制:0 1001
计算补码:0 1001
按位取反:1 0110
_____
转为原码
按位取反:1 1001   
末位加一:1 1010
符号位为1是负数,即-10


 

~-9的计算步骤:
转二进制:1 1001
计算补码:1 0111
按位取反:0 1000
_____
转为原码:
正数的补码和原码相同,仍为:0 1000,即8

 


原码表示法在数值前面增加了一位符号位(即最高位为符号位):正数该位为0,负数该位为1(0有两种表示:+0和-0),其余位表示数值的大小。例如,用8位二进制表示一个数,+11的原码为00001011,-11的原码就是10001011。
反码表示法规定:正数的反码与其原码相同;负数的反码是对其原码逐位取反,但符号位除外。
补码表示法规定:正数的补码与其原码相同;负数的补码是在其反码的末位加1。

(1) 原码:在数值前直接加一符号位的表示法。
[+7]原= 0 0000111 B
[-7]原= 1 0000111 B
注意:
a. 数0的原码有两种形式:
[+0]原=0 0000000 B
[-0]原=1 0000000 B
b. 8位二进制原码的表示范围:-127~+127

(2)反码:
正数:正数的反码与原码相同。
负数:负数的反码,符号位为“1”,数值部分按位取反。
[+7]反= 0 0000111 B
[-7]反= 1 1111000 B
注意:
a. 数0的反码也有两种形式,即
[+0]反=0 0000000 B
[-0]反=1 1111111 B
b. 8位二进制反码的表示范围:-127~+127

(3)补码
正数:正数的补码和原码相同。
负数:负数的补码则是符号位为“1”。并且,这个“1”既是符号位,也是数值位。数值部分按位取反后再在末位(最低位)加1。也就是“反码+1”。

求负整数的补码,原码符号位不变,先将原码减去1,最后数值各位取反。(但由于2进制的特殊性,通常先使数值位各位取反,最后整个数加1。)


例如: 符号位 数值位
[+7]补= 0 0000111 B
[-7]补= 1 1111001 B

注意:
a. 采用补码后,可以方便地将减法运算转化成加法运算,运算过程得到简化。正数的补码即是它所表示的数的真值,而负数的补码的数值部份却不是它所表示的数的真值。采用补码进行运算,所得结果仍为补码。
b. 与原码、反码不同,数值0的补码只有一个,即 [0]补=00000000B。
c. 若字长为8位,则补码所表示的范围为-128~+127;进行补码运算时,应注意所得结果不应超过补码所能表示数的范围。


 

转化为原码

已知一个数的补码,求原码的操作其实就是对该补码再求补码:
⑴如果补码的符号位为“0”,表示是一个正数,其原码就是补码。
⑵如果补码的符号位为“1”,表示是一个负数,那么求给定的这个补码的补码就是要求的原码。

 

5、向左移位<<

6、向右移位>>

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