C#位運(yùn)算符的基本用法介紹
位運(yùn)算符包括:| 按位或 OR,& 按位與 AND,^ 按位異或 XOR,~ 取反 NOT,<< 左移 Left Shift,>> 右移 Right Shift,等等。本篇體驗(yàn)位運(yùn)算符在C#中的應(yīng)用。
進(jìn)制轉(zhuǎn)換
因?yàn)槲贿\(yùn)算是在二進(jìn)制基礎(chǔ)上進(jìn)行的,所以進(jìn)制轉(zhuǎn)換是位運(yùn)算的前提。
十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制
比如,把10進(jìn)制的數(shù)783轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制,經(jīng)過下面10個步驟。
把余數(shù)從下到上拼接起來,就是783的二進(jìn)制,即1100001111。
在C#中,如果是Int16類型,意味著有16位整型數(shù)。對于783來說,如果表示成Int16類型,不足16位的話,要在前面補(bǔ)0,即要在1100001111補(bǔ)6個0,完整的表示是:0000001100001111。同樣的道理,如果是Int32類型,意味著有32位整型數(shù)。
如何把-783轉(zhuǎn)換成Int16類型的二進(jìn)制呢?
→我們知道正數(shù)783表示成Int16類型的二進(jìn)制是:0000001100001111
→在每個位置上倒轉(zhuǎn),即如果是1就變成0,反之亦然,倒轉(zhuǎn)后變成:1111110011110000
→再加上1,變成:1111110011110001
二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制
比如,把Int16類型的二進(jìn)制數(shù)0000000100010110轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制,經(jīng)過下面的16個步驟。
從右向左,依次乘以2的n次方。
把所有的結(jié)果加起來:
0 + 2 + 4 + 0 + 16 + 0 + 0 + 0 + 256 + 0 = 2 + 4 + 16 + 256 = 278
所以,0000000100010110的十進(jìn)制數(shù)是278。
如何把一個Int16類型的負(fù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制呢?
比如有這樣的一個二進(jìn)制數(shù):1111111111010011(Int16類型,第一位是數(shù)字1表示負(fù)數(shù),第一位是數(shù)字0表示正數(shù))
→每個位置上反轉(zhuǎn)變成:0000000000101100
→進(jìn)過計算,得到的十進(jìn)制數(shù)是:44
→再加1,得到:45
→再變成負(fù)數(shù),得到:-45
| 按位或操作符
假設(shè),十進(jìn)制數(shù)38和53進(jìn)行按位或計算。
→經(jīng)過計算,十進(jìn)制數(shù)38的二進(jìn)制表達(dá)是00100110,十進(jìn)制數(shù)538的二進(jìn)制表達(dá)是00110101。
→對| 按位或操作符來說,只要對應(yīng)的二個二進(jìn)位有一個為1時,結(jié)果就為1。
→把得到的00110111轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是:55
如果用C#表示就是:
byte result = 38 | 53;
& 按位與操作符
假設(shè),十進(jìn)制數(shù)76和231進(jìn)行按位與計算。
→經(jīng)過計算,十進(jìn)制數(shù)76的二進(jìn)制表達(dá)是01001100,十進(jìn)制數(shù)231的二進(jìn)制表達(dá)是11100111。
→對& 按位與操作符來說,只要對應(yīng)的二個二進(jìn)位有一個為0時,結(jié)果就為0。
→把得到的 01000100轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是:68
如果用C#表示就是:
byte result = 76 & 231;
^ 按位異或操作符
假設(shè),十進(jìn)制數(shù)138和43進(jìn)行按位與計算。
→經(jīng)過計算,十進(jìn)制數(shù)138的二進(jìn)制表達(dá)是10001010,十進(jìn)制數(shù)43的二進(jìn)制表達(dá)是00101011。
→對^ 按位異或操作符來說,當(dāng)兩對應(yīng)的二進(jìn)位相異時,結(jié)果為1。
→把得到的10100001轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是:161
如果用C#表示就是:
byte result = 138 ^ 43 ;
例子1:使用^ 按位異或交換2個數(shù)
int x = 4; int y = 6; x ^= y; y ^= x; x ^= y; Console.WriteLine(x); //6 Console.WriteLine(y); //4
以上過程是這樣的:
(1)x ^= y,相當(dāng)于x = x ^ y
x的二進(jìn)制是:00100
y的二進(jìn)制是:00110
x和y進(jìn)行異或,結(jié)果是:00010
x轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后,x為:2
(2)y ^= x,相當(dāng)于y = y ^ x
y的二進(jìn)制是:00110
x的二進(jìn)制是:00010
y和x進(jìn)行異或,結(jié)果是:00100
y轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后,y為:4
(3)x ^= y,相當(dāng)于x = x ^ y
x的二進(jìn)制是:00010
y的二進(jìn)制是:00100
x和y進(jìn)行異或,結(jié)果是:00110
x轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后,x為:6
例子2:使用^按位異或進(jìn)行加密運(yùn)算
string msg = "這是我要加密的string字符串"; string k = "mypassword"; for(int i = 0; i < msg.Length; i++) { sb.Append((char)(msg[i] ^ k[i % k.Length])); } Console.WriteLine(sb.ToString());
~ 取反操作符
假設(shè),十進(jìn)制數(shù)52進(jìn)行取反計算。
→經(jīng)過計算,十進(jìn)制數(shù)52的二進(jìn)制表達(dá)是00110100
→對~ 取反操作符來說,對應(yīng)的二進(jìn)位數(shù)按位求反,0變成1,1變成0
→把得到的11001011轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是:203
如果用C#表示就是:
byte result = ~52;
x << n 左移運(yùn)算符
每位向左移動n位,右邊空缺的位置補(bǔ)0。
假設(shè),十進(jìn)制數(shù)154進(jìn)行左移。
如果用C#表示就是:
byte b1 = 154; byte b2 = (byte)b1 << 1; Console.Writeline(b2);//結(jié)果是52,二進(jìn)制是00110100
x >> n 右移運(yùn)算符
每位向右移動n位,左邊空缺的位置補(bǔ)0。
假設(shè),十進(jìn)制數(shù)155進(jìn)行右移。
如果用C#表示就是:
byte b1 = 155; byte b2 = (byte)(b1 >> 1); Console.WriteLine(b2); // 結(jié)果: 77
總結(jié):
| 按位或操作符來說,只要對應(yīng)的二個二進(jìn)位有一個為1時,結(jié)果就為1
& 按位與操作符來說,只要對應(yīng)的二個二進(jìn)位有一個為0時,結(jié)果就為0
^ 按位異或操作符來說,當(dāng)兩對應(yīng)的二進(jìn)位相異時,結(jié)果為1
~ 取反操作符來說,對應(yīng)的二進(jìn)位數(shù)按位求反,0變成1,1變成0
x << n 左移運(yùn)算符,每位向左移動n位,右邊空缺的位置補(bǔ)0
x >> n 右移運(yùn)算符,每位向右移動n位,左邊空缺的位置補(bǔ)0
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