位运算

前提

1. 深刻掌握原码、反码、补码，以及数据在内存中的表示（补码）。
2. 深刻掌握 <<、>>、&、^、| 运算符
3. 理解掩码

这边解释下掩码。掩码的存在是为了实现判断、设置任意位的值而存在的。

例如：

// 通过位运算设置为 0011 => 3
int a = 2; // 0010

// 掩码，要设置的是位1，所以位1 = 1，其他位为 0
int p = 0x1; // 0001

a |= p; // 0011

// 如果要设置 a => 0111 => 7
// 设置掩码，要设置的是 位3，所以 位3 = 1，其他位为0
p = 0x4; // 0100

a |= p; // 0111

技巧

• 设置某位值为0

// a 的二进制补码 1000
// 设置为 0000 => 0
int a = 8;
int m = 0x8;
a &= ~m;

// 数值输出
printf("%d\n" , a);

• 设置某位值为1

int a = 8; // 1000 => 1001 => 9
int m = 0x1;

a |= m;

printf("%d\n" , a);

• 获取某位的值（boolean 值，或者说含义比较好）

int a = 8; // 1000

// 获取第三位的值
int m = 0x8;

int res = a & m;

if (res > 0) {
    printf("结果含义为 true，值为：%d\n" , res);
} else {
    printf("结果含义为 false，值为：%d\n" , res);
}

• 获取某位值，该位的更高位值都为0

// 0b1001，获取位3 的值
int a = 9;
int res = a >> 3;

// 0b1 => 1
printf("%d\n" , res);

范例

通过位运算使 0xABC 变成 0xCBA。

方法1：

这边通过 | + 掩码 对任意位设置为 1，通过 & + ~掩码 对任意位设置为 0，实现变化。

// 任务：通过位运算反转 16 进制 0xABC => 0xCBA
int a = 0xABC;

int b1 = 0x2;
int b2 = 0x4;
int b3 = 0x200;
int b4 = 0x400;

// 0xABC
printf("original = %x\n" , a);

a = a | b1;
a = a & ~ b2;
a = a & ~ b3;
a = a | b4;

// 0xCBA
printf("change = %x\n" , a);