C#之位运算演示

来源：互联网发布：json格式 java转map 编辑：程序博客网时间：2024/05/21 19:37

下面的例子对位运算：&与、|或、^异或、~非的进行了基础使用的演示及一些具体问题的实现。

     概念简述：

    & 按位与，两个二进位均为1时， 结果位为1， 否则为0。*用来遮罩,取出为1的值*。

    | 按位或，两个二进位只要有一个为1则为1,否则为0。*用来置1*。
    //^ 异或运算，不同为1，相同为0,*用来取反*
    ~ 按位取反，如：101 取反为010。

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;//位运算演示namespace Bit{    class Program    {        //输出二进制方法        static void WriteBit(string s, uint n)        {            Console.WriteLine(s + ":  " + Convert.ToString(n, 2));        }        // 0. 基本位运算操作符举例        static void Test()        {            uint n;//uint:无符号的32位整数,取值范围：0到4,294,967,295。Int带符号32位整数范围为：-2,147,483,648 到 2,147,483,647             //将1的二进制左移四位，相当于x=1*2的4次方=16，转换为二进制即10000。            n = 1 << 4;            //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001            //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000            WriteBit("1<<4", n);//输出10000            n = 0b11111111;            //直接输出二进制11111111，ob代表二进制            WriteBit("n", n);            n &= 0b10101010;//&运算后新值赋给n            // 11111111            //& 按位与，两个二进位均为1时， 结果位为1， 否则为0。*用来遮罩,取出为1的值*            // 10101010            //输出：10101010            WriteBit("&", n);            // 10101010            //&            // 01010101            //输出：0000000=0            n &= 0b01010101;            WriteBit("&", n);            n = 1 << 4;            //n=0b10000            //| 按位或，两个二进位只要有一个为1则为1,否则为0。*用来置1*            //n=0b00011            //输出100011            WriteBit("n", n);            n = n | 0b0011;            WriteBit("|", n);            n = 0b00001111;            //n=0b00001111            //^ 异或运算，不同为1，相同为0,*用来取反*            //n=0b00001001            //输出110            n = n ^ 0b1001;            WriteBit("^", n);            //n=0b0110            //^            //n=0b1001            //输出1111            n = n ^ 0b1001;            WriteBit("^", n);            //n=0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111            //~ 按位取反 如：101 取反为010            //输出1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000            n = 0b00001111;            n = ~n;            WriteBit("~", n);        }        // 1. 判断是否是偶数        static bool IsEven(uint n)        {            return (n & 1) == 0;//判断末位是否为0，true则是偶数        }        // 2. 利用Mask遮罩查看某一位的值，“1u << i”指定要操作的哪一位数(0开始计数)，利用&实现遮罩取出只有1的位        static bool CheckBit(uint n, int i)        {            //u表示uint类型 例：CheckBit(65536, 15)，查看65536右数第15位的值，返回false该值为0            //（65536 & 32768）            //0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000            //&            //0000 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000            //得：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000             return (n & (1u << i)) != 0;}        // 3. 设置某一个bit为1，SetBit(8, 2)返回12        static uint SetBit(uint n, int i)        {            //ob1000            //|            //ob0100            //得：1100=12，即设置n右数2位为1（从0计位）            return n | (1u << i);}        // 4. 设置某一个bit为0，ClearBit(65536, 16)输出0        static uint ClearBit(uint n, int i)        {            uint mask = 0xffffffff;//16进制，代表二进制32个1            //(1u << 16)=65536            //mask=65536^65536=0            //n & mask=32个1 & 32个0=0            mask = mask ^ (1u << i);            return n & mask;}        // 5. 实际问题：IP普通形式与Uint的互转:1个uint=4个Byte（0~255）因此一个IP地址可以用一个uint表示        static string UInt2IP(uint ip)        {            //例子：UInt2IP(0x7F80FFFe);输出127.128.255.254            string IP = "";            uint n;            //0111 1111， 1000 0000， 1111 1111， 1111 1110。            n = ip >> 3*8;//取出首8位第1段IP:n=7F=127            IP += n + ".";            n = (ip >> 2*8) & 0xFF;//从7F80中利用&的遮罩取出末8位十六进制80,第二8位第2段IP:n=128            IP += n + ".";            n = ip >> 1*8 & 0xFF;//从7F80FF中利用&的遮罩取出末8位十六进制FF,第三8位第3段IP:n=255            IP += n + ".";            n = ip & 0xFF;//从7F80FFFE中利用&的遮罩取出末8位十六进制FE,最后8位为末段IP:n=254            IP += n;            return IP;        }        //将IP转为Unit格式，上面的反例：IP2Uint(127.128.255.254)        //返回0x7F80FFFe        static uint IP2Uint(string IP)        {            string[] array_ip = IP.Split('.');            uint ip = 0;            for (int i=0; i<array_ip.Length; i++)            {                uint n = uint.Parse(array_ip[i]);//将每段IP转换为uint格式                Console.WriteLine("左数第"+(i+1)+"段IP的unint值为："+n);//127 128 255 254                n <<= (3 - i) * 8;//4段IP分别左移24、16、8、0位并累加在一起                ip += n;// 这里也可以写 ip |= n，因为4段IP值无交集;            }            return ip;        }        //计算一个整数的二进制表示里包含多少个1        static uint Count1(uint n)        {            //例：Count1(65535); 返回16            //例1：n=5=>101;            uint count = 0;            while (n > 0)            {                //n=5&4                //n=101 & 100=100=4，count=1                //n=100 & 011=0,count=2,跳出循环：5的二进制中包含2个1                //每计算一次减少n中的一个1，直至n中仅剩最高位的1(10000...) & 此时的n-1(01111....)得0，跳出循环.                //区别于遍历统计需要32次，此方法n有多少个1就执行多少次                n &= (n - 1);                count++;            }            return count;        }        //练习1：如何得到N个二进制1        static uint Print1(int n)        {            //方法1，此方法不能输出32个1，会返回0            //uint mask = 0xffffffff;             //return mask ^ (mask << n);            //方法2，此方法可以返回32个1            uint mask = 0xffffffff;            return mask = mask >> (32 - n);        }        //练习2：如何得到N个二进制1和（32-N）个0        static uint Print2(int n)        {            uint mask = 0xffffffff;            return mask = mask << (32 - n);        }        static void Main(string[] args)        {            Console.WriteLine("-------基础例子开始----------");            Test();            Console.WriteLine("=======基础例子结束==========");            uint n = 3;            Console.WriteLine(n << 2);            Console.WriteLine(IsEven(12));            Console.WriteLine(Count1(65535));            Console.WriteLine(CheckBit(65536, 15));            Console.WriteLine(SetBit(8, 2));            Console.WriteLine(ClearBit(65536, 16));            string IP = UInt2IP(0x7F80FFFe);            Console.WriteLine(IP);            uint ip = IP2Uint(IP);            Console.WriteLine("IP转换回uint: " + Convert.ToString(ip, 16));            Console.WriteLine("-------------练习1&2：如何得到N个二进制1-------------");            Console.WriteLine("请输入要返回的二进制个数：");            int a =Convert.ToInt32(Console.ReadLine());            //Console.WriteLine(Convert.ToString(Print1(a),2));//输出二进制结果            Console.WriteLine(Convert.ToString(Print2(a), 2));            Console.ReadKey();        }}}

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