C#中如何实现位运算

本篇文章为大家展示了C#中如何实现位运算，内容简明扼要并且容易理解，绝对能使你眼前一亮，通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。

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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。

由位运算符连接整型量而成的表达式就是位运算表达式。

(详解2)

一、“按位与”运算符(&) 
   1、运算规则
     参加运算的两个数据，按二进位进行“与”运算，如果两个相应的二进位都为1，则该位的结果值为1，否则为0，即：
    0&0=0，0&1=0，1&0=0，1&1=1.
   2、用途
     (1)清零
        运算对象：原来的数中为1的位，新数中相应位为0。
    （2）取一个数中某些指定位。
       如想要取一个整数a（占2个字节）的低（高）字节，只需将a与八进制的377（177400）按位与即可。
    （3）保留某一个数的某一位。
        与一个数进行&运算，此数在该位取1。
    3、例如：9&5可写算式如下： 00001001 (9的二进制补码)&00000101 (5的二进制补码)　00000001 (1的二进制补码)可见9&5=1。
按位与运算通常用来对某些位清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 运算 ( 255 的二进制数为0000000011111111)。
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a&b;
printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);
}

二、 按位或运算符(|)
   1、运算规则
     参加运算的两个数据，按二进位进行“或”运算，如果两个相应的二进位都为0，则该位的结果值为0，否则为1，即：
    0|0=0，0|1=1，1|0=1，1|1=1。
   2、用途
     对一个数据的某些位定值为1。
3.例如：9|5可写算式如下： 00001001|00000101
00001101 (十进制为13)可见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、“异或”运算符(^)
   也称XOR运算符。
   1、运算规则
     若参加运算的两个二进位同号，则结果为0（假）；异号则为1（真），即：
    0^0=0，0^1=1，1^0=1，1^1=0.
   2、用途
     (1)使特定位翻转
        假设有01111010，想使其低4位翻转，可以将它与00001111进行^运算。
    （2）与0相^，保留原值
    （3）交换两个值，不用临时变量
        假如a=3,b=4。想将a和b的值互换，可以用以下赋值语句实现：
        a=a^b; b=b^a;     a=a^b;
3、例如9^5可写成算式如下： 00001001^00000101 00001100 (十进制为12)
main(){
int a=9;
a=a^15;
printf("a=%d\n",a);
}

四、“取反”运算符(～)
   1、运算规则
   ~是一个单目（元）运算符，用来对一个二进制数按位取反，即将0变1，1变0。
   2、用途
    使一个整数a的最低位为0,可以用：a=a&~1;
3、例如～9的运算为： ~(0000000000001001)结果为：1111111111110110

五、 左移运算符(<<)
   1、运算规则
   用来将一个数的各二进位全部左移若干位，右补0，高位左移后溢出，舍弃不起作用。
   2、用途
    左移一位相当于乘以2
3、例如：设 a=15，a>>2　表示把000001111右移为00000011(十进制3)。 应该说明的是，对于有符号数，在右移时，符号位将随同移动。当为正数时， 最高位补0，而为负数时，符号位为1，最高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定。Turbo C和很多系统规定为补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);
}
请再看一例!
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、 右移运算符(>>)
   1、运算规则
   用来将一个数的各二进位全部右移若干位，移到右端的低位被舍弃，对无符号数，高位补0；
    对有符号数，左边移入0（“逻辑右移”）或1（“算术右移”）
   2、用途
    右移一位相当于除以2
    
七、位运算赋值运算符
     位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符,如：
     &=,|=,>>=,<<=,^=

八、不同长度的数据进行位运算
    如果两个数据长度不同，进行位运算时（如：a&b,而a为long型，b为int型），系统会将二者按右端对齐。如果b为正数，则左侧16位补满0，若b为负数，左端应补满1，如果b为无符号整数型，则左端填满0。

位域

有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节， 而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时，只有0和1 两种状态， 用一位二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，Ｃ语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域， 并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。一、位域的定义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿，其形式为： 
struct 位域结构名 
{ 位域列表 };
其中位域列表的形式为： 类型说明符 位域名：位域长度

例如： 
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
};
位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。 可采用先定义后说明，同时定义说明或者直接说明这三种方式。例如： 
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data;
说明data为bs变量，共占两个字节。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。对于位域的定义尚有以下几点说明：

1、一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。例如： 
struct bs
{
unsigned a:4
unsigned :0 /*空域*/
unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/
unsigned c:4
}
在这个位域定义中，a占第一字节的4位，后4位填0表示不使用，b从第二字节开始，占用4位，c占用4位。

2、由于位域不允许跨两个字节，因此位域的长度不能大于一个字节的长度，也就是说不能超过8位二进位。

3、位域可以无位域名，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如： 
struct k
{
int a:1
int :2 /*该2位不能使用*/
int b:3
int c:2
};
从以上分析可以看出，位域在本质上就是一种结构类型， 不过其成员是按二进位分配的。

二、位域的使用位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为： 位域变量名·位域名 位域允许用各种格式输出。
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);
}

上例程序中定义了位域结构bs，三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。
程序的9、10、11三行分别给三个位域赋值。( 应注意赋值不能超过该位域的允许范围)程序第12行以整型量格式输出三个域的内容。第13行把位域变量bit的地址送给指针变量pbit。第14行用指针方式给位域a重新赋值，赋为0。第15行使用了复合的位运算符"&="， 该行相当于： pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值为7，与3作按位与运算的结果为3(111&011=011,十进制值为3)。同样，程序第16行中使用了复合位运算"|="， 相当于： pbit->c=pbit->c|1其结果为15。程序第17行用指针方式输出了这三个域的值。

类型定义符ｔｙｐｅｄｅｆ

Ｃ语言不仅提供了丰富的数据类型，而且还允许由用户自己定义类型说明符，也就是说允许由用户为数据类型取“别名”。 类型定义符typedef即可用来完成此功能。例如，有整型量a,b,其说明如下： int aa,b; 其中int是整型变量的类型说明符。int的完整写法为integer，

为了增加程序的可读性，可把整型说明符用typedef定义为： typedef int INTEGER 这以后就可用INTEGER来代替int作整型变量的类型说明了。 例如： INTEGER a,b;它等效于： int a,b; 用typedef定义数组、指针、结构等类型将带来很大的方便，不仅使程序书写简单而且使意义更为明确，因而增强了可读性。例如：
typedef char NAME[20]; 表示NAME是字符数组类型，数组长度为20。
然后可用NAME 说明变量，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;
定义STU表示stu的结构类型，然后可用STU来说明结构变量： STU body1,body2;
typedef定义的一般形式为： typedef 原类型名 新类型名 其中原类型名中含有定义部分，新类型名一般用大写表示， 以
便于区别。在有时也可用宏定义来代替typedef的功能，但是宏定义是由预处理完成的，而typedef则是在编译时完成的，后者更为灵活方便。

例子:
例如有中种颜色选择,1代表红,2代表蓝,4带表黑,8带表白
1=0000 0001
2=0000 0010
4=0000 0100
8=0000 1000

如果你选择了2和4(既红和黑)则1(0000 0001)或2(0000 0010)或4(0000 0100)=7(0000 0101)
如果提供7给你，你怎么知道选择了1和2和4呢?答案是:7跟四个数1,2,4,8分别做或结果还是7,则说明某个被选择了
如：7或2=7,所以1被选择了   7或8=15,不等于7哦,所以8没被选择了   ,这样应该知道用途了吧

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