位運(yùn)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(yàn)位運(yùn)算符在C#中的應(yīng)用。

進(jìn)制轉(zhuǎn)換

因?yàn)槲贿\(yùn)算是在二進(jìn)制基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以進(jìn)制轉(zhuǎn)換是位運(yùn)算的前提。

十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制

比如，把10進(jìn)制的數(shù)783轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，經(jīng)過下面10個(gè)步驟。

把余數(shù)從下到上拼接起來，就是783的二進(jìn)制，即1100001111。

在C#中，如果是Int16類型，意味著有16位整型數(shù)。對(duì)于783來說，如果表示成Int16類型，不足16位的話，要在前面補(bǔ)0，即要在1100001111補(bǔ)6個(gè)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(shù)。

如何把-783轉(zhuǎn)換成Int16類型的二進(jìn)制呢？

→我們知道正數(shù)783表示成Int16類型的二進(jìn)制是：0000001100001111
→在每個(gè)位置上倒轉(zhuǎn)，即如果是1就變成0，反之亦然，倒轉(zhuǎn)后變成：1111110011110000
→再加上1，變成：1111110011110001

二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制

比如，把Int16類型的二進(jìn)制數(shù)0000000100010110轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，經(jīng)過下面的16個(gè)步驟。

從右向左，依次乘以2的n次方。

把所有的結(jié)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(jìn)制數(shù)是278。

如何把一個(gè)Int16類型的負(fù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制呢？

比如有這樣的一個(gè)二進(jìn)制數(shù)：1111111111010011(Int16類型，第一位是數(shù)字1表示負(fù)數(shù)，第一位是數(shù)字0表示正數(shù))
→每個(gè)位置上反轉(zhuǎn)變成：0000000000101100
→進(jìn)過計(jì)算，得到的十進(jìn)制數(shù)是：44
→再加1，得到：45
→再變成負(fù)數(shù)，得到：-45

| 按位或操作符

假設(shè)，十進(jìn)制數(shù)38和53進(jìn)行按位或計(jì)算。
→經(jīng)過計(jì)算，十進(jìn)制數(shù)38的二進(jìn)制表達(dá)是00100110，十進(jìn)制數(shù)538的二進(jìn)制表達(dá)是00110101。
→對(duì)| 按位或操作符來說，只要對(duì)應(yīng)的二個(gè)二進(jìn)位有一個(gè)為1時(shí)，結(jié)果就為1。

→把得到的00110111轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是：55

如果用C#表示就是：

byte result = 38 | 53;

& 按位與操作符

假設(shè)，十進(jìn)制數(shù)76和231進(jìn)行按位與計(jì)算。
→經(jīng)過計(jì)算，十進(jìn)制數(shù)76的二進(jìn)制表達(dá)是01001100，十進(jìn)制數(shù)231的二進(jìn)制表達(dá)是11100111。
→對(duì)& 按位與操作符來說，只要對(duì)應(yīng)的二個(gè)二進(jìn)位有一個(gè)為0時(shí)，結(jié)果就為0。

→把得到的 01000100轉(zhuǎn)換成十進(jìn)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(shè)，十進(jìn)制數(shù)138和43進(jìn)行按位與計(jì)算。
→經(jīng)過計(jì)算，十進(jìn)制數(shù)138的二進(jìn)制表達(dá)是10001010，十進(jìn)制數(shù)43的二進(jìn)制表達(dá)是00101011。
→對(duì)^ 按位異或操作符來說，當(dāng)兩對(duì)應(yīng)的二進(jìn)位相異時(shí)，結(jié)果為1。

→把得到的10100001轉(zhuǎn)換成十進(jìn)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(gè)數(shù)

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(dāng)于x = x ^ y

x的二進(jìn)制是：00100
y的二進(jìn)制是：00110
x和y進(jìn)行異或，結(jié)果是：00010
x轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后，x為：2

(2)y ^= x，相當(dāng)于y = y ^ x

y的二進(jìn)制是：00110
x的二進(jìn)制是：00010
y和x進(jìn)行異或，結(jié)果是：00100
y轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后，y為：4

(3)x ^= y，相當(dāng)于x = x ^ y

x的二進(jìn)制是：00010
y的二進(jìn)制是：00100
x和y進(jìn)行異或，結(jié)果是：00110
x轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后，x為：6

例子2：使用^按位異或進(jìn)行加密運(yùn)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(shè)，十進(jìn)制數(shù)52進(jìn)行取反計(jì)算。
→經(jīng)過計(jì)算，十進(jìn)制數(shù)52的二進(jìn)制表達(dá)是00110100
→對(duì)~ 取反操作符來說，對(duì)應(yīng)的二進(jìn)位數(shù)按位求反，0變成1，1變成0

→把得到的11001011轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是：203

如果用C#表示就是：

byte result = ~52;

x << n 左移運(yùn)算符

每位向左移動(dòng)n位，右邊空缺的位置補(bǔ)0。
假設(shè)，十進(jìn)制數(shù)154進(jìn)行左移。

如果用C#表示就是：

byte b1 = 154;
byte b2 = (byte)b1 << 1;
Console.Writeline(b2);//結(jié)果是52，二進(jìn)制是00110100

x >> n 右移運(yùn)算符

每位向右移動(dòng)n位，左邊空缺的位置補(bǔ)0。
假設(shè)，十進(jìn)制數(shù)155進(jìn)行右移。

如果用C#表示就是：

byte b1 = 155;
byte b2 = (byte)(b1 >> 1);
Console.WriteLine(b2); // 結(jié)果: 77

總結(jié)：
| 按位或操作符來說，只要對(duì)應(yīng)的二個(gè)二進(jìn)位有一個(gè)為1時(shí)，結(jié)果就為1
& 按位與操作符來說，只要對(duì)應(yīng)的二個(gè)二進(jìn)位有一個(gè)為0時(shí)，結(jié)果就為0
^ 按位異或操作符來說，當(dāng)兩對(duì)應(yīng)的二進(jìn)位相異時(shí)，結(jié)果為1
~ 取反操作符來說，對(duì)應(yīng)的二進(jìn)位數(shù)按位求反，0變成1，1變成0
x << n 左移運(yùn)算符，每位向左移動(dòng)n位，右邊空缺的位置補(bǔ)0
x >> n 右移運(yùn)算符，每位向右移動(dòng)n位，左邊空缺的位置補(bǔ)0