位运算

在C#中可以对整型运算对象按位进行逻辑运算。按位进行逻辑运算的意义是：依次取被运算对象的每个位，进行逻辑运算，每个位的逻辑运算结果是结果值的每个位。C#支持的位逻辑运算符如表2.9所示。

运算符号	意义	运算对象类型	运算结果类型	对象数	实例
~	位逻辑非运算	整型，字符型	整型	1	~a
&	位逻辑与运算			2	a & b
|	位逻辑或运算			2	a | b
^	位逻辑异或运算			2	a ^ b
<<	位左移运算			2	a<<4
>>	位右移运算			2	a>>2

 

1、位逻辑非运算

位逻辑非运算是单目的，只有一个运算对象。位逻辑非运算按位对运算对象的值进行非运算，即：如果某一位等于0，就将其转变为1；如果某一位等于1，就将其转变为0。

比如，对二进制的10010001进行位逻辑非运算，结果等于01101110，用十进制表示就是：

~145等于110；对二进制的01010101进行位逻辑非运算，结果等于10101010。用十进制表示就是~85等于176。

 

2、位逻辑与运算

位逻辑与运算将两个运算对象按位进行与运算。与运算的规则：1与1等于1，1与0等于0。

比如：10010001（二进制）&11110000等于10010000（二进制）。

 

3、位逻辑或运算

位逻辑或运算将两个运算对象按位进行或运算。或运算的规则是：1或1等1，1或0等于1，

0或0等于0。比如10010001（二进制）| 11110000（二进制）等于11110001（二进制）。

 

4、位逻辑异或运算

位逻辑异或运算将两个运算对象按位进行异或运算。异或运算的规则是：1异或1等于0，

1异或0等于1，0异或0等于0。即：相同得0，相异得1。

比如：10010001（二进制）^11110000（二进制）等于01100001（二进制）。

 

5、位左移运算

位左移运算将整个数按位左移若干位，左移后空出的部分0。比如：8位的byte型变量

byte a=0x65(即二进制的01100101),将其左移3位：a<<3的结果是0x27(即二进制的00101000)。

 

6、位右移运算

 位右移运算将整个数按位右移若干位，右移后空出的部分填0。比如：8位的byte型变量

Byte a=0x65(既（二进制的01100101）)将其右移3位：a>>3的结果是0x0c(二进制00001100)。

 

在进行位与、或、异或运算时，如果两个运算对象的类型一致，则运算结果的类型就是运算对象的类型。比如对两个int变量a和b做与运算，运算结果的类型还是int型。如果两个运算

对象的类型不一致，则C#要对不一致的类型进行类型转换，变成一致的类型，然后进行运算。

类型转换的规则同算术运算中整型量的转换则一致。

 

我们知道任何信息在计算机中都是以二进制的形式保存的位操作符就是对数
据按二进制位进行运算的操作符C#语言中的位操作符有
􀁺 & 与
􀁺 | 或
􀁺 ^ 异或
􀁺 ~ 取补
􀁺 << 左移
􀁺 >> 右移
其中取补只有一个操作数而其它的位操作符都有两个操作数这些运算都不
会产生溢出位操作符的操作数为整型或者是可以转换为整型的任何其它类型

操作数按二进制位进行与运算运算规则为
0&0=0
0&1=0
1&0=0
1&1=1
这说明除了两个位均为1 与运算结果为1 其它情况下与运算结果均为0 比
如2 和10 进行与运算
2 的二进制表示 00000010
10 的二进制表示 00001010
与运算的结果 00000010
1 所以2&10 的结果为2

操作数按二进制位进行与运算运算规则为
0|0=0
0|1=1
1|0=1
1|1=1
这说明除了两个位均为0 或运算结果为0 其它情况下或运算结果均为1 比
如2 和10 进行或运算
2 的二进制表示 00000010
10 的二进制表示 00001010
或运算的结果 00001010
所以2|10 的结果为10

操作数按二进制位进行与运算运算规则为
0^0=0
0^1=0
1^0=0
1^1=1
这说明当两个位相同时异或运算结果为0 不相同时异或运算结果为1 比如
2 和10 进行异或运算
2 的二进制表示 00000010
10 的二进制表示 00001010
异或运算的结果 00001000
所以2^10 的结果为8

取补运算对操作数的每一位取补如对10 取补结果为
10 的二进制表示 00001010
与运算的结果 11110101
这个二进制对应的具体值与数据类型有关下面的例子清楚地说明了这一点
程序清单7-5

using System;
class Test
{
public static void Main() {
short a = 10;
ushort b = 10;
int c = 10;
uint d = 10;
Console.WriteLine(~10);
Console.WriteLine("short: {0}",~a);
Console.WriteLine("ushort: {0}",~b);
Console.WriteLine("int: {0}",~c);
Console.WriteLine("uint: {0}",~d);
}
}
正确的输出是
-11
short: -11
ushort: -11
int: -11
uint: 4294967285

左移运算将操作数按位左移高位被丢弃低位顺序补0 比如10 的二进制为
00001010 左移一位为00010100 20 左移二位为00101000 40
右移运算时如果操作数x 是int 或long 型 时x 的低位被丢弃其它各位顺序
依次右移如果x 是非负数最高位设成零如果x 为负数则最高位设为1 而当x
的类型为uint 或ulong 型时x 的低位将被丢弃其它各位顺序依次右移高位设为0
比如
程序清单7-6

using System;
class Test
{
public static void Main() {
int x = 16;
Console.WriteLine(x);
int y = x>>2;
Console.WriteLine(y);
y = y>>2;
Console.WriteLine(y);
y = y>>2;
Console.WriteLine(y);
}
}
上面这段程序的输出为
16
4
1
0
如果把上面x 的初始值设为-16 则程序的输出为
-16
-4
-1
-1