C#中如何實現位運算

本篇文章為大家展示了C#中如何實現位運算，內容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。

1、位邏輯非運算

位邏輯非運算是單目的，只有一個運算對象。位邏輯非運算按位對運算對象的值進行非運算，即：如果某一位等于0，就將其轉變為1；如果某一位等于1，就將其轉變為0。

比如，對二進制的10010001進行位邏輯非運算，結果等于01101110，用十進制表示就是：

~145等于110；對二進制的01010101進行位邏輯非運算，結果等于10101010。用十進制表示就是~85等于176。

2、位邏輯與運算

位邏輯與運算將兩個運算對象按位進行與運算。與運算的規則：1與1等于1，1與0等于0。

比如：10010001（二進制）&11110000等于10010000（二進制）。

3、位邏輯或運算

位邏輯或運算將兩個運算對象按位進行或運算。或運算的規則是：1或1等1，1或0等于1，

0或0等于0。比如10010001（二進制）| 11110000（二進制）等于11110001（二進制）。

4、位邏輯異或運算

位邏輯異或運算將兩個運算對象按位進行異或運算。異或運算的規則是：1異或1等于0，

1異或0等于1，0異或0等于0。即：相同得0，相異得1。

比如：10010001（二進制）^11110000（二進制）等于01100001（二進制）。

5、位左移運算

位左移運算將整個數按位左移若干位，左移后空出的部分0。比如：8位的byte型變量

byte a=0x65(即二進制的01100101),將其左移3位：a<<3的結果是0x27(即二進制的00101000)。

6、位右移運算

 位右移運算將整個數按位右移若干位，右移后空出的部分填0。比如：8位的byte型變量

Byte a=0x65(既（二進制的01100101）)將其右移3位：a>>3的結果是0x0c(二進制00001100)。

在進行位與、或、異或運算時，如果兩個運算對象的類型一致，則運算結果的類型就是運算對象的類型。比如對兩個int變量a和b做與運算，運算結果的類型還是int型。如果兩個運算

對象的類型不一致，則C#要對不一致的類型進行類型轉換，變成一致的類型，然后進行運算。

類型轉換的規則同算術運算中整型量的轉換則一致。

由位運算符連接整型量而成的表達式就是位運算表達式。

(詳解2)

一、“按位與”運算符(&) 
   1、運算規則
     參加運算的兩個數據，按二進位進行“與”運算，如果兩個相應的二進位都為1，則該位的結果值為1，否則為0，即：
    0&0=0，0&1=0，1&0=0，1&1=1.
   2、用途
     (1)清零
        運算對象：原來的數中為1的位，新數中相應位為0。
    （2）取一個數中某些指定位。
       如想要取一個整數a（占2個字節）的低（高）字節，只需將a與八進制的377（177400）按位與即可。
    （3）保留某一個數的某一位。
        與一個數進行&運算，此數在該位取1。
    3、例如：9&5可寫算式如下： 00001001 (9的二進制補碼)&00000101 (5的二進制補碼)　00000001 (1的二進制補碼)可見9&5=1。
　　按位與運算通常用來對某些位清0或保留某些位。例如把a 的高八位清 0 ， 保留低八位， 可作 a&255 運算 ( 255 的二進制數為0000000011111111)。
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a&b;
printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);
}

二、 按位或運算符(|)
   1、運算規則
     參加運算的兩個數據，按二進位進行“或”運算，如果兩個相應的二進位都為0，則該位的結果值為0，否則為1，即：
    0|0=0，0|1=1，1|0=1，1|1=1。
   2、用途
     對一個數據的某些位定值為1。
3.例如：9|5可寫算式如下： 00001001|00000101
00001101 (十進制為13)可見9|5=13
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a|b;
printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);
}
　
三、“異或”運算符(^)
   也稱XOR運算符。
   1、運算規則
     若參加運算的兩個二進位同號，則結果為0（假）；異號則為1（真），即：
    0^0=0，0^1=1，1^0=1，1^1=0.
   2、用途
     (1)使特定位翻轉
        假設有01111010，想使其低4位翻轉，可以將它與00001111進行^運算。
    （2）與0相^，保留原值
    （3）交換兩個值，不用臨時變量
        假如a=3,b=4。想將a和b的值互換，可以用以下賦值語句實現：
        a=a^b; b=b^a;     a=a^b;
　3、例如9^5可寫成算式如下： 00001001^00000101 00001100 (十進制為12)
main(){
int a=9;
a=a^15;
printf("a=%d\n",a);
}

四、“取反”運算符(～)
   1、運算規則
   ~是一個單目（元）運算符，用來對一個二進制數按位取反，即將0變1，1變0。
   2、用途
    使一個整數a的最低位為0,可以用：a=a&~1;
　3、例如～9的運算為： ~(0000000000001001)結果為：1111111111110110

五、 左移運算符(<<)
   1、運算規則
   用來將一個數的各二進位全部左移若干位，右補0，高位左移后溢出，舍棄不起作用。
   2、用途
    左移一位相當于乘以2
3、例如：設 a=15，a>>2　表示把000001111右移為00000011(十進制3)。 應該說明的是，對于有符號數，在右移時，符號位將隨同移動。當為正數時， 最高位補0，而為負數時，符號位為1，最高位是補0或是補1 取決于編譯系統的規定。Turbo C和很多系統規定為補1。
main(){
unsigned a,b;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
b=a>>5;
b=b&15;
printf("a=%d\tb=%d\n",a,b);
}
請再看一例!
main(){
char a='a',b='b';
int p,c,d;
p=a;
p=(p<<8)|b;
d=p&0xff;
c=(p&0xff00)>>8;
printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\nd=%d\n",a,b,c,d);
}
   
六、 右移運算符(>>)
   1、運算規則
   用來將一個數的各二進位全部右移若干位，移到右端的低位被舍棄，對無符號數，高位補0；
    對有符號數，左邊移入0（“邏輯右移”）或1（“算術右移”）
   2、用途
    右移一位相當于除以2
    
七、位運算賦值運算符
     位運算符與賦值運算符可以組成復合賦值運算符,如：
     &=,|=,>>=,<<=,^=
　
八、不同長度的數據進行位運算
    如果兩個數據長度不同，進行位運算時（如：a&b,而a為long型，b為int型），系統會將二者按右端對齊。如果b為正數，則左側16位補滿0，若b為負數，左端應補滿1，如果b為無符號整數型，則左端填滿0。

位域

有些信息在存儲時，并不需要占用一個完整的字節， 而只需占幾個或一個二進制位。例如在存放一個開關量時，只有0和1 兩種狀態， 用一位二進位即可。為了節省存儲空間，并使處理簡便，Ｃ語言又提供了一種數據結構，稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個字節中的二進位劃分為幾個不同的區域， 并說明每個區域的位數。每個域有一個域名，允許在程序中按域名進行操作。 這樣就可以把幾個不同的對象用一個字節的二進制位域來表示。一、位域的定義和位域變量的說明位域定義與結構定義相仿，其形式為： 
struct 位域結構名 
{ 位域列表 };
其中位域列表的形式為： 類型說明符 位域名：位域長度

例如： 
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
};
位域變量的說明與結構變量說明的方式相同。 可采用先定義后說明，同時定義說明或者直接說明這三種方式。例如： 
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data;
說明data為bs變量，共占兩個字節。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。對于位域的定義尚有以下幾點說明：

1、一個位域必須存儲在同一個字節中，不能跨兩個字節。如一個字節所剩空間不夠存放另一位域時，應從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開始。例如： 
struct bs
{
unsigned a:4
unsigned :0 /*空域*/
unsigned b:4 /*從下一單元開始存放*/
unsigned c:4
}
在這個位域定義中，a占第一字節的4位，后4位填0表示不使用，b從第二字節開始，占用4位，c占用4位。

2、由于位域不允許跨兩個字節，因此位域的長度不能大于一個字節的長度，也就是說不能超過8位二進位。

3、位域可以無位域名，這時它只用來作填充或調整位置。無名的位域是不能使用的。例如： 
struct k
{
int a:1
int :2 /*該2位不能使用*/
int b:3
int c:2
};
從以上分析可以看出，位域在本質上就是一種結構類型， 不過其成員是按二進位分配的。

二、位域的使用位域的使用和結構成員的使用相同，其一般形式為： 位域變量名·位域名 位域允許用各種格式輸出。
main(){
struct bs
{
unsigned a:1;
unsigned b:3;
unsigned c:4;
} bit,*pbit;
bit.a=1;
bit.b=7;
bit.c=15;
printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c);
pbit=&bit;
pbit->a=0;
pbit->b&=3;
pbit->c|=1;
printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);
}

上例程序中定義了位域結構bs，三個位域為a,b,c。說明了bs類型的變量bit和指向bs類型的指針變量pbit。這表示位域也是可以使用指針的。
程序的9、10、11三行分別給三個位域賦值。( 應注意賦值不能超過該位域的允許范圍)程序第12行以整型量格式輸出三個域的內容。第13行把位域變量bit的地址送給指針變量pbit。第14行用指針方式給位域a重新賦值，賦為0。第15行使用了復合的位運算符"&="， 該行相當于： pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值為7，與3作按位與運算的結果為3(111&011=011,十進制值為3)。同樣，程序第16行中使用了復合位運算"|="， 相當于： pbit->c=pbit->c|1其結果為15。程序第17行用指針方式輸出了這三個域的值。

類型定義符ｔｙｐｅｄｅｆ

Ｃ語言不僅提供了豐富的數據類型，而且還允許由用戶自己定義類型說明符，也就是說允許由用戶為數據類型取“別名”。 類型定義符typedef即可用來完成此功能。例如，有整型量a,b,其說明如下： int aa,b; 其中int是整型變量的類型說明符。int的完整寫法為integer，

為了增加程序的可讀性，可把整型說明符用typedef定義為： typedef int INTEGER 這以后就可用INTEGER來代替int作整型變量的類型說明了。 例如： INTEGER a,b;它等效于： int a,b; 用typedef定義數組、指針、結構等類型將帶來很大的方便，不僅使程序書寫簡單而且使意義更為明確，因而增強了可讀性。例如：
typedef char NAME[20]; 表示NAME是字符數組類型，數組長度為20。
然后可用NAME 說明變量，如： NAME a1,a2,s1,s2;完全等效于： char a1[20],a2[20],s1[20],s2[20]
又如： 
typedef struct stu{ char name[20];
int age;
char sex;
} STU;
定義STU表示stu的結構類型，然后可用STU來說明結構變量： STU body1,body2;
typedef定義的一般形式為： typedef 原類型名 新類型名 其中原類型名中含有定義部分，新類型名一般用大寫表示， 以
便于區別。在有時也可用宏定義來代替typedef的功能，但是宏定義是由預處理完成的，而typedef則是在編譯時完成的，后者更為靈活方便。

例子:
例如有中種顏色選擇,1代表紅,2代表藍,4帶表黑,8帶表白
1=0000 0001
2=0000 0010
4=0000 0100
8=0000 1000

如果你選擇了2和4(既紅和黑)則1(0000 0001)或2(0000 0010)或4(0000 0100)=7(0000 0101)
如果提供7給你，你怎么知道選擇了1和2和4呢?答案是:7跟四個數1,2,4,8分別做或結果還是7,則說明某個被選擇了
如：7或2=7,所以1被選擇了   7或8=15,不等于7哦,所以8沒被選擇了   ,這樣應該知道用途了吧

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