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c++中怎么进行位运算_位运算操作符使用详解

冰火之心

发布： 2025-10-01 12:17:02

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C++中的位运算符包括&、|、^、~、<<、>>，用于整数二进制位操作。按位与、或、异或分别实现逻辑AND、OR、XOR；取反~翻转每一位；左移<<和右移>>相当于乘除2的幂。常见应用有判断奇偶、快速乘除、交换数值、位设置与检测，广泛用于性能敏感场景。

c++中怎么进行位运算_位运算操作符使用详解

在C++中，位运算是一种直接对整数的二进制位进行操作的技术，常用于优化性能、处理底层数据或实现特定算法。掌握位运算符的使用，有助于编写高效、简洁的代码。

1. C++中的位运算符种类

C++提供了6个基本的位运算操作符，它们作用于整数类型的二进制位：

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

这些操作符只能用于整型类型（如 int、char、long 等），不能用于浮点数或布尔类型。

2. 按位与（&）、或（|）、异或（^）和取反（~）

这些操作符对两个操作数的每一位进行逻辑运算：

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a & b：对应位都为1时结果为1，否则为0
a | b：对应位至少一个为1时结果为1
a ^ b：对应位不同时结果为1，相同时为0
~a：将a的每一位取反（0变1，1变0）

例如：

int a = 5; // 二进制: 101
int b = 3; // 二进制: 011
int c = a & b; // 结果: 001 → 1
int d = a | b; // 结果: 111 → 7
int e = a ^ b; // 结果: 110 → 6
int f = ~a; // 假设int为32位，结果为补码表示的负数

3. 左移（<<）和右移（>>）操作符

移位操作符用于将整数的二进制位整体向左或向右移动指定的位数：

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a << n：将a的二进制位向左移动n位，右边补0
a >> n：将a的二进制位向右移动n位，左边补符号位（算术右移）

左移相当于乘以2的n次方，右移相当于除以2的n次方（向下取整）。

示例：

int x = 4; // 二进制: 100
int y = x << 1; // 1000 → 8
int z = x >> 1; // 10 → 2

注意：移位位数不能超过数据类型的位宽，否则行为未定义。

4. 常见应用场景

位运算在实际编程中有许多实用场景：

判断奇偶性：a & 1 == 1 表示a是奇数
快速乘除2的幂：a << n 相当于 a * (2^n)，a >> n 相当于 a / (2^n)
交换两个数：a ^= b; b ^= a; a ^= b;
设置、清除或翻转某一位：
- 设置第n位：a |= (1 << n)
- 清除第n位：a &= ~(1 << n)
- 翻转第n位：a ^= (1 << n)
判断某位是否为1：(a >> n) & 1