Побитовые операции

Побитовые операции — это операции, работающие с отдельными битами операндов. Операнд должен быть целочисленным, т.е. иметь тип long long, long, unsigned, int, short или char.

Приоритеты побитовых операций приведены в таблице приоритетов (Приоритеты операций).

Поразрядное дополнение (~) – это унарная операция, результатом которой является значение, полученное поразрядным дополнением операнда, т.е. каждый бит со значением 0 заменяется на 1 и наоборот.

Поразрядное умножение И (&) – значением выражения, использующего эту операцию, является поразрядное логические умножение двух операндов.

Исключающее ИЛИ (^) — значением выражения, использующего эту операцию, является поразрядное исключающее ИЛИ ее операндов.

Поразрядное сложение ИЛИ (|) — значением выражения, использующего эту операцию, является поразрядное логические сложение двух операндов.

Знаки этих побитовых операций являются односимвольными. Не путайте их с операциями логического умножения && (И) и логического сложения|| (ИЛИ). Значением выражений, использующих логические операции может быть только истина или ложь. Значением побитовых операций обычно является новое битовое значение.

Сдвиг влево (<<) — значением выражения, использующего эту операцию, является битовое представление левого операнда, сдвинутого влево на число битов, определяемое значением правого операнда.

Сдвиг вправо (>>) — значением выражения, использующего эту операцию, является битовое представление левого операнда, сдвинутого вправо на число битов, определяемое значением правого операнда.

Пример 1

int num1, num2;
num1 = 5;  /* 00101 */
num2 = 11; /* 01011 */

Рис. 1. Поразрядное И

Рис. 2. Поразрядное ИЛИ

Рис. 3. Исключающее ИЛИ

Значением выражения, содержащего операцию поразрядного дополнения, является логическое отрицание значения операнда. Значения битов инвертируются: единицы заменяются нулями, нули – единицами.

Пример 2

num1 = 5;    /* 00101 */
num1             00101
~num1            11010

Операции сдвига << и >>

Целочисленное_выражение << Целочисленное_выражение
Целочисленное_выражение >> Целочисленное_выражение

При сдвиге значения операнда влево биты справа заполняются нулями.

При сдвиге вправо возможны следующие ситуации:

при сдвиге положительных и беззнаковых значений биты слева заполняются нулями;
при сдвиге отрицательных значений результат совпадает с результатом арифметического или логического сдвига в зависимости от аппаратного обеспечения компьютера: логический сдвиг вправо заполняет освобождающиеся слева биты нулями; арифметический сдвиг размножает знаковый разряд, т.е. самый левый бит.

Пример 3

Предположим, что программа выполняется на 8-разрядном компьютере. Первый (старший) разряд является знаковым.

x = x<<2; /* сдвиг значения переменной x влево на 2 бита */

исходное x = 00011000

Результат операции x<<2 есть 01100000.

y >>= 3; /* сдвиг значения переменной y вправо на 3 бита */

исходное y =11011001

Результат операции y>>3 есть 00011011 для логического сдвига и 11111011 для арифметического сдвига.