首页 > 代码库 > 位运算符的使用
位运算符的使用
这篇文章我们一起来看看Objective-C位运算符。Objective-C语言中有各种各样的运算符可处理数字中的特定位，如下表所示：
| 符号 | 运算 |
| & | 按位与 |
| | | 按位或 |
| ^ | 按位异或 |
| ~ | 一次求反 |
| << | 向左移位 |
| >> | 向右移位 |
表中列出的所有运算符，除一次求反运算符(~)外，都是二元运算符，因此需要两个运算数。位运算符可处理任何类型的整型值，但不能处理浮点值。
1、按位运算符
对两个值执行与运算时，会逐位比较两个值的二进制表示。第一个值与第二个值对应位都为1时，在结果的对应位上就会得到1，其他的组合在结果中都得到0。如果b1和b2表示两个运算数的对应位，那么下表(称为真值表)就显示了在b1和b2所有可能值下对b1和b2执行与操作的结果。
b1 b2 b1 & b2
——————————
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
例如，如果w1和w2都定义为short int , w1等于十六进制的15 , w2等于十六进制的0c，那么以下C语句会将值0x04指派给w3。
w3 = w1 & w2;
将w1、w2和w3都表示为二进制后可更清楚地看到此过程，假设所处理的short int大小为16位。
w1 0000 0000 0001 0101 0x15
w2 0000 0000 0000 1100 & 0x0c
————————————————————
w3 0000 0000 0000 0100 0x04
按位与运算经常用于屏蔽运算。就是说，这个运算符可轻易地将数据项的特定位设置为0。例如，语句
w3 = w1 & 3;
将w1与常量3按位与所得的值指派给w3。它的作用是将w3中的全部位(而非最右边的两位)设置为0，并保留w1中最左边的两位。
与Objective-C中使用的所有二元运算符相同，通过添加等号，二元位运算符可同样用作赋值运算符。因此语句
word &= 15;
与下列语句
word = word & 15;
执行相同的功能。
此外，它还能将word的全部位设置为0，但最右边的四位除外。
2、按位或运算符
在Objective-C中对两个值执行按位或运算时，会逐位比较两个值的二进制表示。此时，只要第一个值或者第二个值的相应位是1。那么结果的对应位就是1。按位或操作符的真值表如下所示。
b1 b2 b1 | b2
———————————
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
所以，如果w1是short int,等于十六进制的19, w2也是short int，等于十六进制的6a，那么对w1和vv2执行按位或会得到十六进制的7b，如下所示:
w1 0000 0000 0001 1001 0x19
w2 0000 0000 0110 1010 | 0x6a
————————————————————
0000 0000 0111 1011 0x7b
按位或操作通常就称为按位OR，用于将某个词的特定位设为1。例如，以下语句将w1最右边的三位设为1，而不管这些位操作前的状态是什么都是如此。
w1 = w1 | 07;
当然，可以在语句中使用特殊的斌值运算符，如下面的语句所示:
w1 |= 07;
我们在后面会提供一个程序例子，演示如何使用按位或运算符。
3、按位异或运算符
按位异或运算符，通常称为XOR运算符，遵守以下规则：对干两个运算数的相应位，如果任何一个位是1，但不是两者全为1，那么结果的对应位将是1，否则是0。该运算符的真值表如
下所示：
b1 b2 b1 ^ b2
————————————
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
如果w1和w2分别等于十六进制的5e和d6，那么w1与w2执行异或运算后的结果是十六进制值e8，如下所示:
w1 0000 0000 0101 1110 0x5e
w2 0000 0000 1011 0110 ^ 0xd6
——————————————————————
0000 0000 1110 1000 0xe8
本文就先讲到这里，对于Objective-C位运算符我们下一篇继续探讨，下次主要讨论一下Objective-C位运算符中的一次求反、向左移位运算、向右移位运算，下回见。
1、一次求反运算
一次求反运算符是一元运算符，它的作用仅是对运算数的位“翻转”。将运算数的每个是1的位翻转为0，而将每个是0的位翻转为1。此处提供真值表只是为了保持内容的完整性。
b1 ~b1
——————
0 1
1 0
如果w1是short int, 16位长，等于十六进制值a52f，那么对该值执行一次求反运算会得到十六进制值5ab0：
w1 1010 0101 0010 1111 0xa52f
~w1 0101 1010 1101 0000 0x5ab0
如果不知道运算中数值的准确位大小，那么一次求反运算符非常有用，使用它可让程序不会依赖于整数数据类型的特定大小。例如，要将类型为int的w1的最低位设为0，可将一个所有位都是1、但最右边的位是0的int值与w1进行与运算。所以像下面这样的C语句在用32位表示整数的机器上可正常工作。
w1 &= 0xFFFFFFFE;
如果用
w1 &= ~1;
替换上面的语句，那么在任何机器上w1都会同正确的值进行与运算。
这是因为这条语句会对1求反，然后在左侧会加入足够的1，以满足int的大小要求(在32位机器上，会在左侧的31个位上加入1)。
现在，显示一个实际的程序例子，说明各种位运算符的用途
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | // Bitwise operators illustrated#import <foundation foundation.h="">int main (int argc, char *argv[]){NSAutoreleasePool * pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];unsigned int w1 = 0xA0A0A0A0, w2 = 0xFFFF0000,w3 = 0x00007777;NSLog (@”%x %x %x”, w1 & w2, w1 | w2, w1 ^ w2);NSLog (@”%x %x %x”, ~w1, ~w2, ~w3);NSLog (@”%x %x %x”, w1 ^ w1, w1 & ~w2, w1 | w2 | w3);NSLog (@”%x %x”, w1 | w2 & w3, w1 | w2 & ~w3);NSLog (@”%x %x”, ~(~w1 & ~w2), ~(~w1 | ~w2));[pool drain];return 0;}</foundation> |
结果输出：
a0a00000 ffffa0a0 5f5fa0a0
5f5f5f5f ffff ffff8888
0 a0a0 fffff7f7
a0a0a0a0 ffffa0a0
ffffa0a0 a0a00000
对代码中的每个运算都演算一遍，确定你理解了这些结果是如何得到的。
在第四个NSLog调用中，需要注意重要的一点，即按位与运算符的优先级要高于按位或运算符，因为这会实际影响表达式的最终结果值。
第五个NSLog调用展示了DeMorgan的规则：~(~a & ~b)等于a | b，~(~a | ~b)等于a & b。
2、向左移位运算符
对值执行向左移位运算时，按照字面的意思，值中包含的位将向左移动。与该操作关联的是该值要移动的位置(或位)数目。超出数据项的高位的位将丢失，而从低位移入的值总为0。因此，如果w1等于3，那么表达式
w1 = w1 << 1;
可同样表示成
w1 <<= 1;
结果就是3向左移一位，这样产生的6将赋值给w1。
w1 ... 0000 0011 0x03
w1 << 1 ... 0000 0110 0x06
3、向右移位运算符
顾名思义，向右移位运算符(>>)把值的位向右移动。从值的低位移出的位将丢失。把无符号的值向右移位总是左侧(就是高位)移人0。对于有符号值而言，左侧移入1还是0依赖于被移动数字的符号，还取决于该操作在计算机上的实现方式。如果符号位是0(表示该值是正的)，不管哪种机器都将移人0。然而，如果符号位是1，那么在一些计算机上将移人1，而其他计算机上则移入0。前一类型的运算符通常称为算术右移，而后者通常称为逻辑右移。
如果w1是unsigned int，用32位表示它并且它等于+六进制的F777EE22，那么使用语句
w1 >>= 1;
将w1右移一位后，w1等于十六进制的7BBBF711，如下所示:
w1 1111 0111 0111 0111 1110 1110 0010 0010 0xF777EE22
w1 >> 1 0111 1011 1011 1011 1111 0111 0001 0001 0x7BBBF711
如果将w1声明为(有符号)的short int，在某些计算机上会得到相同的结果；而在其他计算机上，如果将该运算作为算术右移来执行，结果将会是FBBBF711。
应该注意到，如果试图用大于或等于该数据项的位数将值向左或向右移位，那么该Objective-C语言并不会产生规定的结果。因此，例如计算机用32位表示整数，那么把一个整数向左或向右移动32位或更多位时，并不会在计算机上产生规定的结果。还注意到，如果使用负数对值移位时，结果将同样是未定义的。
好了，通过这两篇文章的介绍，大家应该对Objective-C位运算符有一定了解了吧。
位运算符的使用