C#的几种位操作运算，与、或、非、异或、左移、右移 |
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C#的几种位操作运算，与、或、非、异或、左移、右移
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C#的常见几种位操作运算，与($)、或(|)、非(~)、异或(^)、左移() 位操作一般来说比加减乘除计算要快一些 与(&)操作符与(&)操作符的位都为1时，才为1，其他都为0，因此与(&)操作符的结果范围在[0, Math.Min(x,y)],x,y均为正整数 或(|)操作符或(|)操作符的位都为0时，才为0，其他都为1，因此或(|)操作符的结果范围在[Math.Max(x,y), x+y],x,y均为正整数 非(~)操作符非(~)操作符按位取反，1转化为0， 0转化为1，因此非(~)操作符满足[x+~x=-1]一个数与其取反操作之和为-1 异或(^)操作符异或(^)操作符的位不同时为1， 位相同时为0 左移()操作符:【最右侧位不要，在最左侧补符号位。(正数补0，负数补1)】,相当于除以2个N次方,【移位是除以32后的余数，范围[0,31],即以32为一个周期】 C#新建控制台应用程序BitOperationDemo。相关测试程序如下： using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Linq.Expressions; using System.Text; using System.Threading.Tasks; namespace BitOperationDemo { class Program { /// /// 标识符字典 /// static readonly Dictionary dict = new Dictionary() { { OperationSymbol.AND,"与(&)"},{ OperationSymbol.OR,"或(|)"},{ OperationSymbol.NOT,"非(~)"},{ OperationSymbol.XOR,"异或(^)"}, { OperationSymbol.SHIFT_LEFT,"左移()"} }; static void Main(string[] args) { Console.SetWindowSize(120, 50); Console.WriteLine($"与(&)操作符的位都为1时，才为1，其他都为0，因此与(&)操作符的结果范围在[0, Math.Min(x,y)],x,y均为正整数"); Console.WriteLine($"或(|)操作符的位都为0时，才为0，其他都为1，因此或(|)操作符的结果范围在[Math.Max(x,y), x+y],x,y均为正整数"); Console.WriteLine($"非(~)操作符按位取反，1转化为0， 0转化为1，因此非(~)操作符满足[x+~x=-1]一个数与其取反操作之和为-1"); Console.WriteLine($"异或(^)操作符的位不同时为1， 位相同时为0"); Console.WriteLine($"左移()操作符:【最右侧位不要，在最左侧补符号位。(正数补0，负数补1)】,相当于除以2个N次方,【移位是除以32后的余数，范围[0,31],即以32为一个周期】"); Console.WriteLine(); int x = 12345; int y = 34567;//34567除以32，余数为7，相当于移动7位 string binaryX = Convert.ToString(x, 2).PadLeft(32, '0'); string binaryY = Convert.ToString(y, 2).PadLeft(32, '0'); Console.WriteLine($"整数【{x}】对应的32位二进制为【{binaryX}】"); Console.WriteLine($"整数【{y}】对应的32位二进制为【{binaryY}】"); Console.WriteLine("-----------------下面分别用二进制字符串逻辑处理 以及 系统内置的操作符进行操作计算-----------------"); PrintOperatorResult(x, y, binaryX, binaryY, OperationSymbol.AND); PrintOperatorResult(x, y, binaryX, binaryY, OperationSymbol.OR); PrintOperatorResult(x, y, binaryX, binaryY, OperationSymbol.NOT); PrintOperatorResult(x, y, binaryX, binaryY, OperationSymbol.XOR); PrintOperatorResult(x, y, binaryX, binaryY, OperationSymbol.SHIFT_LEFT); PrintOperatorResult(x, y, binaryX, binaryY, OperationSymbol.SHIFT_RIGHT); Console.WriteLine("-----------------下面测试负数进行操作计算-----------------"); x = -12345; binaryX = Convert.ToString(x, 2).PadLeft(32, '0'); PrintOperatorResult(x, y, binaryX, binaryY, OperationSymbol.AND); PrintOperatorResult(x, y, binaryX, binaryY, OperationSymbol.OR); PrintOperatorResult(x, y, binaryX, binaryY, OperationSymbol.NOT); PrintOperatorResult(x, y, binaryX, binaryY, OperationSymbol.XOR); PrintOperatorResult(x, y, binaryX, binaryY, OperationSymbol.SHIFT_LEFT); PrintOperatorResult(x, y, binaryX, binaryY, OperationSymbol.SHIFT_RIGHT); Console.ReadLine(); } /// /// 打印结果比较 /// /// /// /// /// /// static void PrintOperatorResult(int x, int y, string binaryX, string binaryY, OperationSymbol operationSymbol) { string binaryResult = GetOperatorResult(binaryX, binaryY, operationSymbol); int result = 0; switch (operationSymbol) { case OperationSymbol.AND: result = x & y; break; case OperationSymbol.OR: result = x | y; break; case OperationSymbol.NOT: result = ~x; break; case OperationSymbol.XOR: result = x ^ y; break; case OperationSymbol.SHIFT_LEFT: result = x > y; break; } Console.WriteLine($"{dict[operationSymbol]}操作符系统内置的操作符运算结果为【{result}】，使用二进制字符串还原后的整数结果为【{Convert.ToInt32(binaryResult, 2)}】"); Console.WriteLine(); } /// /// 获取操作符的结果 /// /// 32位二进制字符串,第一个数 /// 32位二进制字符串,第二个数 /// 指定的操作符枚举 /// static string GetOperatorResult(string binaryX, string binaryY, OperationSymbol operationSymbol) { string result = string.Empty; switch (operationSymbol) { case OperationSymbol.AND: result = CalculateOperatorResult(binaryX, binaryY, (left, right) => (left == '1' && right == '1') ? "1" : "0"); break; case OperationSymbol.OR: result = CalculateOperatorResult(binaryX, binaryY, (left, right) => (left == '0' && right == '0') ? "0" : "1"); break; case OperationSymbol.NOT: result = CalculateOperatorResult(binaryX, binaryY, (left, right) => (left == '0') ? "1" : "0"); break; case OperationSymbol.XOR: result = CalculateOperatorResult(binaryX, binaryY, (left, right) => (left == right) ? "0" : "1"); break; case OperationSymbol.SHIFT_LEFT: result = CalculateShiftResult(binaryX, Convert.ToInt32(binaryY, 2), true); break; case OperationSymbol.SHIFT_RIGHT: result = CalculateShiftResult(binaryX, Convert.ToInt32(binaryY, 2), false); break; } Console.WriteLine($"{dict[operationSymbol]}操作符逻辑运算的32位二进制结果为【{result}】"); return result; } /// /// 计算逻辑运算的结果【与，或，非，异或】 /// /// 32位二进制字符串,第一个数 /// 32位二进制字符串,第二个数 /// 逻辑操作委托 /// static string CalculateOperatorResult(string binaryX, string binaryY, Func logicOperator) { string result = string.Empty; for (int i = 0; i < 32; i++) { result += logicOperator(binaryX[i], binaryY[i]); } return result; } /// /// 计算移位操作【左移，右移】 /// /// /// 移动几位，该数需要转化为【除以32的余数】 /// true代表左移，false代表右移 /// static string CalculateShiftResult(string binaryX, int shiftCount, bool leftShift) { //比如移动32位，就相当于移动0位，移动33位，就相当于移动1位【32位作为一个周期】 shiftCount = (int)((uint)shiftCount % 32U);//确保余数在0~31之间波动 if (leftShift) { //左移：【最左侧位不要，在最右侧补0】 return binaryX.Remove(0, shiftCount).PadRight(32, '0'); } else { //右移：【最右侧位不要，在最左侧补符号位。（正数补0，负数补1）】 return binaryX.Remove(32 - shiftCount, shiftCount).PadLeft(32, binaryX[0]); } } } /// /// 操作符号，运算符号 /// enum OperationSymbol { /// /// 与 【位都是1时结果为1，否则为0】 /// AND = 0, /// /// 或 【位都是0时结果为0，否则为1】 /// OR = 1, /// /// 非 【位取反】,非操作只考虑第一个数 /// NOT = 2, /// /// 异或 【位不同是为1，相同为0】 /// XOR = 3, /// /// 左移，相当于乘以2个N次方【最左侧位不要，在最右侧补0】 /// SHIFT_LEFT = 4, /// /// 右移，相当于除以2个N次方【最右侧位不要，在最左侧补符号位。（正数补0，负数补1）】 /// SHIFT_RIGHT = 5 } } 程序运行如图：
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