位运算

TIP

在学习本文之前, 保证你已经了解了二进制的内容.

位运算顾名思义就是对位进行运算.

在日常工作中极少会使用到位操作, 仅在一些库的源码中会出现, 比如涉及到算法和加密的库就会大量使用位运算, 为了方便对这些库的源代码的理解, 因此有必要掌握位运算.

二进制数之间的运算都是以 32 位二进制数进行运算, 如果两个二进制数位数不相等则位数少的那一个全部补 0.

运算符	名称	描述
&	位与	同位都为 1 则为 1, 否则为 0
\|	位或	同位都为 0 则为 0, 否则为 1
^	位亦或	同位不相等为 1, 相等为 0
~	按位非
<<	向左移位
>>	向右移位
>>>	零填充向右移位

位与

按位与（&）运算符在两个操作数对应的二进位都为 1 时，该位的结果值才为 1。

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051

<template>
  <section>
    <div>输入十进制</div>

    <div>
      <input class="input" type="number" v-model="val1" />
      &
      <input class="input" type="number" v-model="val2" />
    </div>

    <div>
      <VBinNumber :value="valBin1" />
      <VBinNumber :value="valBin2" />
      <div>↓</div>
      <VBinNumber :value="valBinResult" />
      <div>↓</div>
      <div>结果: {{ (val1 ?? 0) & (val2 ?? 0) }}</div>
    </div>
  </section>
</template>

<script lang="ts" setup>
import { shallowRef, watch } from 'vue'

const val1 = shallowRef<number>()
const val2 = shallowRef<number>()

const valBin1 = shallowRef('')
const valBin2 = shallowRef('')

const valBinResult = shallowRef('')

watch([val1, val2], ([v1, v2]) => {
  let bin1 = (v1 || 0).toString(2)
  let bin2 = (v2 || 0).toString(2)


   bin1 = '0'.repeat(32 - bin1.length) + bin1
   bin2 = '0'.repeat(32 - bin2.length) + bin2

  valBin1.value = bin1
  valBin2.value = bin2

  valBinResult.value = ''
  let i = -1
  while (++i < 32) {
    valBinResult.value += bin1[i] === '1' && bin2[i] === '1' ? '1' : '0'
  }
})
</script>

位或

按位或（|）运算符在其中一个或两个操作数对应的二进制位为 1 时，该位的结果值为 1。

1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950

<template>
  <section>
    <div>输入十进制</div>

    <div>
      <input class="input" type="number" v-model="val1" />
      |
      <input class="input" type="number" v-model="val2" />
    </div>

    <div>
      <VBinNumber :value="valBin1" />
      <VBinNumber :value="valBin2" />
      <div>↓</div>
      <VBinNumber :value="valBinResult" />
      <div>↓</div>
      <div>结果: {{ (val1 ?? 0) | (val2 ?? 0) }}</div>
    </div>
  </section>
</template>

<script lang="ts" setup>
import { shallowRef, watch } from 'vue'

const val1 = shallowRef<number>()
const val2 = shallowRef<number>()

const valBin1 = shallowRef('')
const valBin2 = shallowRef('')

const valBinResult = shallowRef('')

watch([val1, val2], ([v1, v2]) => {
  let bin1 = (v1 || 0).toString(2)
  let bin2 = (v2 || 0).toString(2)

  bin1 = '0'.repeat(32 - bin1.length) + bin1
  bin2 = '0'.repeat(32 - bin2.length) + bin2

  valBin1.value = bin1
  valBin2.value = bin2

  valBinResult.value = ''
  let i = -1
  while (++i < 32) {
    valBinResult.value += bin1[i] === '1' || bin2[i] === '1' ? '1' : '0'
  }
})
</script>

位亦或

按位异或（^）运算符在两个操作数有且仅有一个对应的二进制位为 1 时，该位的结果值为 1。

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051

<template>
  <section>
    <div>输入十进制</div>

    <div>
      <input class="input" type="number" v-model="val1" />
      ^
      <input class="input" type="number" v-model="val2" />
    </div>

    <div>
      <VBinNumber :value="valBin1" />
      <VBinNumber :value="valBin2" />
      <div>↓</div>
      <VBinNumber :value="valBinResult" />
      <div>↓</div>
      <div>结果: {{ (val1 ?? 0) ^ (val2 ?? 0) }}</div>
    </div>
  </section>
</template>

<script lang="ts" setup>
import { shallowRef, watch } from 'vue'

const val1 = shallowRef<number>()
const val2 = shallowRef<number>()

const valBin1 = shallowRef('')
const valBin2 = shallowRef('')

const valBinResult = shallowRef('')

watch([val1, val2], ([v1, v2]) => {
  let bin1 = (v1 || 0).toString(2)
  let bin2 = (v2 || 0).toString(2)


   bin1 = '0'.repeat(32 - bin1.length) + bin1
   bin2 = '0'.repeat(32 - bin2.length) + bin2

  valBin1.value = bin1
  valBin2.value = bin2

  valBinResult.value = ''
  let i = -1
  while (++i < 32) {
    valBinResult.value += bin1[i] !== bin2[i] ? '1' : '0'
  }
})
</script>

位非

按位非运算符（~）将操作数的位反转。如同其他位运算符一样，它将操作数转化为 32 位的有符号整型。

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940

<template>
  <section>
    <div>输入十进制</div>

    <div>
      ~ <input class="input" type="number" v-model="val" />
    </div>

    <div>
      <VBinNumber :value="valBin" />
      <div>↓</div>
      <VBinNumber :value="valBinResult" />
      <div>↓</div>
      <div>结果: {{ ~(val ?? 0) }}</div>
    </div>
  </section>
</template>

<script lang="ts" setup>
import { shallowRef, watch } from 'vue'

const val = shallowRef<number>()

const valBin = shallowRef('')

const valBinResult = shallowRef('')

watch(val, v => {
  let bin = (v || 0).toString(2)
  bin = ((v || 0) >= 0 ? '0' : '1') + '0'.repeat(31 - bin.length) + bin
  valBin.value = bin

  valBinResult.value = ''
  let i = -1
  while (++i < bin.length) {
    valBinResult.value += bin[i] === '0' ? '1' : '0'
  }
})
</script>

位运算 ​

位与 ​

位或 ​

位亦或 ​

位非 ​

位运算

位与

位或

位亦或

位非