C 位運算詳解

以前收藏過一篇講c++位操作的文章，這次部落格搬家，以前的資料都沒有保留，整理谷歌**管理後台的時候，發現不時的還有網友有在查詢這篇文章。所以，瘋刀也來弄個簡單的教程，講講位操作的用途和魅力吧。

位是資料儲存的最小單位。在計算機中的二進位制數系統中，位，簡記為b,也稱為位元，每個0或1就是乙個位(bit)。

我們先來看看位運算操作符：& (按位與)、| (按位或)、^ (按位異或)、~ (按位取反)、>> (按位右移)、<< (按位左移)。

1、&（按位與）從概念上來講，就是將參與運算的兩個分量對應的每一位來做邏輯與運算，若兩者都為真（等於1），則結果才為真（等於1）。否則都為假（等於0）。

即：1 & 1 = 1 、1&0 = 0 、0&1 = 1、0&0 = 0

這裡我們先來看看那乙個8位二進位制的例子：

7&8 = 0000 0111 & 0000 1000 = 0000 0000 = 0

7&6 = 0000 0111 & 0000 0110 = 0000 0110 = 6

2、| (按位或) 即把參與運算的每個分量對應的每一位來做邏輯或運算，即兩者都為假（為0）時，才為假（為0），否則皆為真。

即：0|0 = 0、1|0 = 1、0|1 = 1、1|1 = 1

來看看8位二進位制的例子：

7|8 = 0000 0111 | 0000 1000 = 0000 1111 = 15

7|6 = 0000 0111 | 0000 0110 = 0000 0111 = 7

3、^(按位異或) 即把參與運算的每個分量對應的每一位來做異或運算，即兩者相同為假，不同為真。

即：0|0 = 0、 1|0 = 1、0|1 = 1、 1|1 = 0

看下面的例子:

7^8 = 0000 0111 ^ 0000 1000 = 0000 0111 = 7

7^6 = 0000 0111 ^ 0000 0100 = 0000 0011 = 3

4、~（按位取反）即把二進位制位的每一位進行取反運算，簡而言之就是1變成0，0變成1。

直接看例子：

~7 = ~0000 0111 = 1111 1000 = 248

5 >>（按位右移）把二進位制位整體向右移動。

7>>1 = 0000 0111 >> 1 = 0000 0011 = 3

7>>2 = 0000 0111 >> 2 = 0000 0001 = 1

這裡右移等於除了2的n次方，n為右移的位數。

6 <<（按位左移）這裡就不詳細說了，和右移相反。

好了，下面講講實際應用吧。

一、一種顏色的表示方式—- 通過dword來表示顏色

定義：typedef unsigned long dword;

即為乙個無符號32位（32機器）長整數，有四個位元組，我們從左到右叫他1，2，3，4位元組，每乙個位元組的範圍是0～255。第乙個位元組表示alpha值，即透明度。如果是255，表示不透明，0表示完全透明（

看不到），其他分別是r,g,b值。

可通過下列方法獲得每個位元組的值：

int a = (int)((dword & 0xff000000) >> 24);

int r = (int)((dword & 0x00ff0000) >> 16);

int g = (int)((dword & 0x0000ff00) >> 8);

int b = (int)(dword & 0x000000ff);

dword dwcolor = (a<<24)+(r<<16)+(g<<8)+b;

有了前面的基礎，我相信大家對上面的換算方法，一看就明白吧。如果對16進製制不敏感的童鞋，可以用計算機把十六進製制換算成二進位制，更容易理解。

二、狀態系統中的使用

狀態資料定義好了，現在來看看怎麼使用他們。

首先，角色上線，我要給他乙個保護狀態，應該這樣操作。

dword dwrolestatus = status_god;

同時，角色使用了乙個物品，這個物品的效果時，hp和mp上限增加一段時間。因此要附加調整玩家的hp和mp上限的狀態，應該這樣。

dword dwrolestatus |= (status_maxhp_adjust+status_maxmp_adjust);

這裡是|=而不是=操作，因為不能清掉之前附加的無敵保護狀態。所以用或運算。

該角色受到其他玩家或者怪物的攻擊，我們要判斷被攻擊的這個角色的受保護狀態狀態還在不在。執行如下邏輯

if( dwrolestatus & status_god ) // 判斷位是否為1

接下來，角色無敵保護時間過期了，我們要清除無敵狀態，執行如下操作

dwrolestatus &= ~status_god;

這裡用到了取反的計算。~status_god的結果是第二位為0外，其他都為1。然後和dwrolestatus做按位與計算。

status_god 等於 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010;

~status_god 等於 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101;

因此和dwrolestatus相與之後，dwrolestatus除了第二位以外的位，都保留下來了。第二位不管是什麼值，都會被設定為0,這樣子就把status_god這個狀態清除掉了。同理我們要清除多個狀態的時候，先把要清楚的狀態或運算到一起。再取反，然後和dwrolestatus按位與。起到同時清除多個狀態。

然後講講異或，它有乙個性質是，兩次異或，能還原回來

例如 a=7,b=6;

a = a^b^b

我們來看看那二進位制的操作

a = 0111

b = 0110

c = a^b = 0001

a = c^b = 0111

寫到這裡，想到一道經典的c++筆試題，即不需要第3個變數，交換兩個變數的值。

a = a^b = 0001

b = b^a = 0111

a = a^b = 0110

暫時寫到這裡，想到有補充的，再完善。

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