C++位运算符完全指南（从零开始掌握C++位操作技巧）

什么是位运算？

计算机中的所有数据最终都以二进制（0 和 1）形式存储。位运算就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作。例如，数字 5 的二进制是 101，而 3 是 011。通过位运算，我们可以逐位比较、翻转或移动这些 0 和 1。

C++ 中的六种位运算符

C++ 提供了以下六种位运算符：

• &：按位与（AND）
• |：按位或（OR）
• ^：按位异或（XOR）
• ~：按位取反（NOT）
• <<：左移
• >>：右移

1. 按位与（&）

只有两个位都为 1 时，结果才为 1。

// 示例：5 & 3// 5 的二进制：101// 3 的二进制：011// 结果：      001 → 即 1#include <iostream>using namespace std;int main() {    int a = 5, b = 3;    cout << (a & b) << endl; // 输出：1    return 0;}

2. 按位或（|）

只要有一个位为 1，结果就为 1。

// 示例：5 | 3// 5：101// 3：011// 结果：111 → 即 7int main() {    cout << (5 | 3) << endl; // 输出：7    return 0;}

3. 按位异或（^）

两个位不同时为 1，相同时为 0。

// 示例：5 ^ 3// 5：101// 3：011// 结果：110 → 即 6int main() {    cout << (5 ^ 3) << endl; // 输出：6    return 0;}

4. 按位取反（~）

将每一位 0 变 1，1 变 0。注意：这会涉及符号位，结果可能为负数。

// 示例：~5（假设 int 为 32 位）// 5：000...000101// ~5：111...111010 → 这是一个负数（补码表示）int main() {    cout << (~5) << endl; // 输出：-6    return 0;}

5. 左移（<<）

将二进制位整体向左移动，右边补 0。相当于乘以 2 的 n 次方。

// 示例：5 << 1// 5：101 → 左移1位 → 1010 → 即 10int main() {    cout << (5 << 1) << endl; // 输出：10    cout << (3 << 2) << endl; // 3*4=12    return 0;}

6. 右移（>>）

将二进制位整体向右移动。对于无符号数，左边补 0；对于有符号数，通常补符号位（算术右移）。

// 示例：8 >> 1// 8：1000 → 右移1位 → 0100 → 即 4int main() {    cout << (8 >> 1) << endl; // 输出：4    cout << (12 >> 2) << endl; // 12/4=3    return 0;}

常见应用场景

• 权限控制：用不同位表示不同权限（如读=1，写=2，执行=4），通过 OR 组合，AND 检查。
• 快速乘除：左移/右移可代替 ×2 / ÷2，效率更高。
• 交换两个数：利用异或无需临时变量：a ^= b; b ^= a; a ^= b;
• 奇偶判断：if (n & 1) 判断是否为奇数。

注意事项

• 位运算只适用于整型（int、char、long 等），不能用于浮点数。
• 右移对负数的行为依赖于编译器（但现代编译器通常做算术右移）。
• 优先级：位运算符的优先级低于算术运算符，建议使用括号明确顺序。

总结

掌握C++位运算符不仅能提升代码效率，还能让你更深入理解计算机底层原理。无论是面试还是实际开发，位操作都是程序员的重要技能。希望这篇C++编程教程能帮助你轻松入门，并在实践中灵活运用这些强大的工具。

记住：多练习、多思考，位运算其实并不难！