位運算子有：&(按位與)、|(按位或)、^(按位異或)、~ (按位取反)。

優先順序從高到低，依次為~、&、^、|

1. 按位與操作 0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1

• 例子：10&9： 0000 1010 & 0000 1001 = 0000 1000 = 8

負數按補碼形式參加按位與運算

• “與運算”的特殊用途：
  （1）清零。如果想將一個單元清零，即使其全部二進位制位為0，只要與一個各位都為零的數值相與，結果為零。
  （2）取一個數中指定位
  方法：找一個數，對應X要取的位，該數的對應位為1，其餘位為零，此數與X進行“與運算”可以得到X中的指定位。
  例：設X=10101110，
  取X的低4位，用 X & 0000 1111 = 0000 1110 即可得到；
  還可用來取X的2、4、6位。

2. 按位或運算子（|）

• 參加運算的兩個物件，按二進位制位進行“或”運算。

• 運算規則：0|0=0； 0|1=1； 1|0=1； 1|1=1；

  • 即 ：參加運算的兩個物件只要有一個為1，其值為1。

• 例如:3|5　即 0000 0011 | 0000 0101 = 0000 0111 因此，3|5的值得7。

另，負數按補碼形式參加按位或運算。

• “或運算”特殊作用：

  • 常用來對一個數據的某些位置1。

    • 方法：找到一個數，對應X要置1的位，該數的對應位為1，其餘位為零。此數與X相或可使X中的某些位置1。

    • 例：將X=10100000的低4位置1 ，用 X | 0000 1111 = 1010 1111即可得到。

3. 異或運算子（^）

• 參加運算的兩個資料，按二進位制位進行“異或”運算。

• 運算規則：0^0=0； 0^1=1； 1^0=1； 1^1=0；

  • 即：參加運算的兩個物件，如果兩個相應位為“異”（值不同），則該位結果為1，否則為0。

• 例如：10^-9 即 0000 1010 ^ 1111 0111 = 1111 1101(補碼) 原碼即為1000 0011 即10^-9 = -3

• “異或運算”的特殊作用：

  （1）使特定位翻轉 找一個數，對應X要翻轉的各位，該數的對應位為1，其餘位為零，此數與X對應位異或即可。

  • 例：X=10101110，使X低4位翻轉，用X ^ 0000 1111 = 1010 0001即可得到。

  （2）與0相異或，保留原值 ，X ^ 0000 0000 = 1010 1110。

  （3）交換a和b

  方法一	方法二
  1.a=a^b	1.a= a-b
  2.b=b^a	2.b= a+b
  3.a=a^b	3.a= b-a

4. 取反運算子（~）

• 參加運算的一個數據，按二進位制位進行“取反”運算。

• 運算規則：~1=0； ~0=1；

  • 即：對一個二進位制數按位取反，即將0變1，1變0。

• 使一個數的最低位為零，可以表示為：a&~1。

• ~1的值為1111111111111110，再按“與”運算，最低位一定為0。因為“~”運算子的優先順序比算術運算子、關係運算符、邏輯運算子和其他運算子都高。

5. 左移運算子（<<）

• 將一個運算物件的各二進位制位全部左移若干位（左邊的二進位制位丟棄，右邊補0）。

• 例：a = a << 2 將a的二進位制位左移2位，右補0，

• 左移1位後a = a * 2;

• 若左移時捨棄的高位不包含1，則每左移一位，相當於該數乘以2。

6. 右移運算子（>>）

• 將一個數的各二進位制位全部右移若干位，正數左補0，負數左補1，右邊丟棄。

• 運算元每右移一位，相當於該數除以2。

  • 例如：a = a >> 2 將a的二進位制位右移2位，
    左補0 or 補1 得看被移數是正還是負。

• >> 運算子把 expression1 的所有位向右移 expression2 指定的位數。expression1 的符號位被用來填充右移後左邊空出來的位。向右移出的位被丟棄。

  • 例如，下面的程式碼被求值後，temp 的值是 -4：
    var temp = -14 >> 2
    -14 （即二進位制的 11110010）右移兩位等於 -4 （即二進位制的 11111100）。

• 無符號右移運算子（>>>）

• >>> 運算子把 expression1 的各個位向右移 expression2 指定的位數。右移後左邊空出的位用零來填充。移出右邊的位被丟棄。

7. 複合賦值運算子

• 位運算子與賦值運算子結合，組成新的複合賦值運算子，它們是：

• 運算規則：和前面講的複合賦值運算子的運算規則相似。

不同長度的資料進行位運算

如果兩個不同長度的資料進行位運算時，系統會將二者按右端對齊，然後進行位運算。

以“與”運算為例說明如下：我們知道在C語言中long型佔4個位元組，int型佔2個位元組，如果一個long型資料與一個int型資料進行“與”運算，右端對齊後，左邊不足的位依下面三種情況補足，

（1）如果整型資料為正數，左邊補16個0。
（2）如果整型資料為負數，左邊補16個1。

（3）如果整形資料為無符號數，左邊也補16個0。

如：long a=123;int b=1;計算a & b。

如：long a=123;int b=-1;計算a & b。

如：long a=123;unsigned int b=1;計算a & b。

8. 原碼、反碼、補碼，負數表示法

• 原碼:5 => 0b101，1 => 0b1 ，-1 => -0b1， bin(-1)
• 反碼:
  • 正數的反碼與原碼相同；負數的反碼符號位不變其餘按位取反
• 補碼:
  • 正數的補碼與原碼相同；負數的補碼符號位不變其餘按位取反後+1