最近复习C语言学到位运算，发现这个特性很灵活，绝不仅仅是简单的与或非语法而已，为加深印象还是决定记录下。位运算的不同运算符结合场景是具有一定含义的，本文分别介绍了按位与或非的基本语法，以及各自的使用场景。

按位与(&)

语法简记：有0得0，全1得1

使用场景：

• “屏蔽”信息位，具体来说包含两层：
  • 取特定位：当一个二进制位与0进行“与”时，就可以将其置0，从而屏蔽该信息。
  • 取特定位：当一个二进制位与1进行“与”时，就可以“取”出该数。

综合两部分，可以用按位与运算符取出一个二进制串的特定位信息，并屏蔽特定位信息。屏蔽信息位值得单独强调，它有时可以实现掩饰（mask）的效果，比如10011011 & 00000111 = 00000011，这有可能强调之后要操作二进制序列的最后三位（即保留这三位的信息），因此实现通过&将前5位掩饰（mask）起来。

或(|)

语法简记：有1得1，全0得0

使用场景：

• 置位：当一个二进制位与1进行“与”时，就可以将其置1。置位操作和常见，以前写C51时也常用，为I/O提供一个初始电平。

按位非(~)

这个比较特殊，按位非是一个单目运算，也因此很简单。

语法简记：有1得0，有0得1

使用场景：

• 一时只想到切换单片机的I/O口电气状态了，比如控制流水灯的亮灭等。

按位异或(^)

这个运算符很强大，以前总觉得异或很奇怪，后来才知道大有用处。

语法简记：相同为1，不同为0

语法的理解：判断两个位是否为“异”，如果是，则取1，否则取0。即不同为1，相同为0。

异或运算的性质：

• 异或满足交换律和结合律
• x ^ x == 0
• x ^ 0 == x
• x ^ 1 == ~x

异或运算的性质带来的更多有趣的应用场景：

• 所有位置零：与自身异或

• 使特定位翻转（相当于实现了~的功能，但比~更灵活）：与1异或

• 使特定位保留原值：与0异或

• 交换两个值，不用临时变量：

  a = a^b;
  b = a^b;
  a = a^b;

  • 优点：不用临时变量
  • 缺点：速度没有使用临时变量快、当a、b引用的是一个同一个对象时，会使该变量为0。

Reference

[1] 《C语言程序设计（第四版）谭浩强著》