C#位運算符的基本用法介紹
位運算符包括:| 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。本篇體驗位運算符在C#中的應用。
進制轉換
因為位運算是在二進制基礎上進行的,所以進制轉換是位運算的前提。
十進制轉換成二進制
比如,把10進制的數783轉換成二進制,經過下面10個步驟。
把餘數從下到上拼接起來,就是783的二進制,即1100001111。
在C#中,如果是Int16類型,意味著有16位整型數。對於783來說,如果表示成Int16類型,不足16位的話,要在前面補0,即要在1100001111補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。
如何把-783轉換成Int16類型的二進制呢?
→我們知道正數783表示成Int16類型的二進制是:0000001100001111
→在每個位置上倒轉,即如果是1就變成0,反之亦然,倒轉後變成:1111110011110000
→再加上1,變成:1111110011110001
二進制轉換成十進制
比如,把Int16類型的二進制數0000000100010110轉換成十進制,經過下面的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的十進制數是278。
如何把一個Int16類型的負二進制數轉換成十進制呢?
比如有這樣的一個二進制數:1111111111010011(Int16類型,第一位是數字1表示負數,第一位是數字0表示正數)
→每個位置上反轉變成:0000000000101100
→進過計算,得到的十進制數是:44
→再加1,得到:45
→再變成負數,得到:-45
| 按位或操作符
假設,十進制數38和53進行按位或計算。
→經過計算,十進制數38的二進制表達是00100110,十進制數538的二進制表達是00110101。
→對| 按位或操作符來說,隻要對應的二個二進位有一個為1時,結果就為1。
→把得到的00110111轉換成十進制就是:55
如果用C#表示就是:
byte result = 38 | 53;
& 按位與操作符
假設,十進制數76和231進行按位與計算。
→經過計算,十進制數76的二進制表達是01001100,十進制數231的二進制表達是11100111。
→對& 按位與操作符來說,隻要對應的二個二進位有一個為0時,結果就為0。
→把得到的 01000100轉換成十進制就是:68
如果用C#表示就是:
byte result = 76 & 231;
^ 按位異或操作符
假設,十進制數138和43進行按位與計算。
→經過計算,十進制數138的二進制表達是10001010,十進制數43的二進制表達是00101011。
→對^ 按位異或操作符來說,當兩對應的二進位相異時,結果為1。
→把得到的10100001轉換成十進制就是: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
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,相當於x = x ^ y
x的二進制是:00100
y的二進制是:00110
x和y進行異或,結果是:00010
x轉換成十進制後,x為:2
(2)y ^= x,相當於y = y ^ x
y的二進制是:00110
x的二進制是:00010
y和x進行異或,結果是:00100
y轉換成十進制後,y為:4
(3)x ^= y,相當於x = x ^ y
x的二進制是:00010
y的二進制是:00100
x和y進行異或,結果是:00110
x轉換成十進制後,x為:6
例子2:使用^按位異或進行加密運算
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,十進制數52進行取反計算。
→經過計算,十進制數52的二進制表達是00110100
→對~ 取反操作符來說,對應的二進位數按位求反,0變成1,1變成0
→把得到的11001011轉換成十進制就是:203
如果用C#表示就是:
byte result = ~52;
x << n 左移運算符
每位向左移動n位,右邊空缺的位置補0。
假設,十進制數154進行左移。
如果用C#表示就是:
byte b1 = 154; byte b2 = (byte)b1 << 1; Console.Writeline(b2);//結果是52,二進制是00110100
x >> n 右移運算符
每位向右移動n位,左邊空缺的位置補0。
假設,十進制數155進行右移。
如果用C#表示就是:
byte b1 = 155; byte b2 = (byte)(b1 >> 1); Console.WriteLine(b2); // 結果: 77
總結:
| 按位或操作符來說,隻要對應的二個二進位有一個為1時,結果就為1
& 按位與操作符來說,隻要對應的二個二進位有一個為0時,結果就為0
^ 按位異或操作符來說,當兩對應的二進位相異時,結果為1
~ 取反操作符來說,對應的二進位數按位求反,0變成1,1變成0
x << n 左移運算符,每位向左移動n位,右邊空缺的位置補0
x >> n 右移運算符,每位向右移動n位,左邊空缺的位置補0
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