C# 的逻辑运算

2018-06-18 05:09:33来源:未知 阅读 ()

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&、^、!和|操作符称为逻辑操作符,用逻辑操作符把运算对象连接起来符合C#语法的式子称为逻辑表达式。逻辑 操作符“!”和“^”只作用于其后的操作数,故称为一元操作符。而“&&”、“||”、“&”和“|”为二元操作符,这4个操作 符用于表达式,产生一个true或false逻辑值。

如果 x 为 true,则不计算 y(因为不论 y 为何值,“或”操作的结果都为 true)。这被称作为“短路”计算。

&&

如果 x 为 false,则不计算 y(因为不论 y 为何值,“与”操作的结果都为 false)。这被称作为“短路”计算。

|

当且仅当两个操作数均为 false 时,结果才为 false。

&

当且仅当两个操作数均为 true 时,结果才为 true。

^

当且仅当只有一个操作数为 true 时,结果才为 true。

~

运算符对操作数执行按位求补运算,其效果相当于反转每一位。

定义

  异或(xor)是一个数学运算符。它应用于逻辑运算。异或符号为“^”。 其运算法则为a异或b=a'b或ab'(a'为非a)。   真异或假的结果是真,假异或真的结果也是真,真异或真的结果是假,假异或假的结果是假。就是说两个值不相同,则异或结果为真。反之,为假。 不同为1,相同为0,如1001异或1010等于0011.   异或也叫半加运算,其运算法则相当于不带进位的二进制加法:二进制下用1表示真,0表示假,则异或的运算法则为:0异或0=0,1异或0=1,0异或1=1,1异或1=0,这些法则与加法是相同的,只是不带进位。

异或运算法则

  1. a ^ b = b ^ a   2. a ^ b ^ c = a ^ (b ^ c) = (a ^ b) ^ c;   3. d = a ^ b ^ c 可以推出 a = d ^ b ^ c.   4. a ^ b ^ a = b.   x是二进制数0101   y是二进制数1011   则结果为x^y=1110   0^0=0   0^1=1   1^0=1   1^1=0   只有在两个比较的位不同时其结果是1,否则结果为0   即“相同为0,不同为1”!   

输入 运算符 输入 结果
1 ^ 0 1
1 ^ 1 0
0 ^ 0 0
0 ^ 1 1

异或逻辑

  异或逻辑的逻辑符号如图2所示,其真值表如图1所示。异或逻辑的关系是:当AB不同时,输出P=1;当AB相同时,输出P=0。“⊕”是异或运算符号,异或逻辑也是与或非逻辑的组合,其逻辑表达式为:   

P=A⊕B

0⊕0=0  

0⊕1=1

1⊕0=1   

1⊕1=0

作用

  在计算机中普遍运用,异或(xor)的逻辑符号^ (Shift + 6)或一个圆圈里面增加一个+(⊕)或者·.形象表示为:

  真^假=真   

      假^真=真

  假^假=假

  真^真=假

  或者为:

  True ^ False = True

  False ^ True = True

  False ^ False = False

  True ^ True = False

  部分计算机语言用1表示真,用0表示假,所以两个字节按位异或如下:

  00000000   异或   00000000   =   00000000

  11111111   异或   00000000   =   11111111

 

==================================================================分割线

1、位逻辑非运算
位逻辑非运算是单目的,只有一个运算对象。位逻辑非运算按位对运算对象的值进行非运算,即:如果某一位等于0,就将其转变为1;如果某一位等于1,就将其转变为0。
比如,对二进制的10010001进行位逻辑非运算,结果等于01101110,用十进制表示就是:
~145等于110;对二进制的01010101进行位逻辑非运算,结果等于10101010。用十进制表示就是~85等于176。
 
2、位逻辑与运算
位逻辑与运算将两个运算对象按位进行与运算。与运算的规则:1与1等于1,1与0等于0。
比如:10010001(二进制)&11110000等于10010000(二进制)。
 
3、位逻辑或运算
位逻辑或运算将两个运算对象按位进行或运算。或运算的规则是:1或1等1,1或0等于1,
0或0等于0。比如10010001(二进制)| 11110000(二进制)等于11110001(二进制)。
 
4、位逻辑异或运算
位逻辑异或运算将两个运算对象按位进行异或运算。异或运算的规则是:1异或1等于0,
1异或0等于1,0异或0等于0。即:相同得0,相异得1。
比如:10010001(二进制)^11110000(二进制)等于01100001(二进制)。
 
5、位左移运算
位左移运算将整个数按位左移若干位,左移后空出的部分0。比如:8位的byte型变量
byte a=0x65(即二进制的01100101),将其左移3位:a<<3的结果是0x27(即二进制的00101000)。
 
6、位右移运算
 位右移运算将整个数按位右移若干位,右移后空出的部分填0。比如:8位的byte型变量
Byte a=0x65(既(二进制的01100101))将其右移3位:a>>3的结果是0x0c(二进制00001100)。
 
在进行位与、或、异或运算时,如果两个运算对象的类型一致,则运算结果的类型就是运算对象的类型。比如对两个int变量a和b做与运算,运算结果的类型还是int型。如果两个运算
对象的类型不一致,则C#要对不一致的类型进行类型转换,变成一致的类型,然后进行运算。
类型转换的规则同算术运算中整型量的转换则一致。
由位运算符连接整型量而成的表达式就是位运算表达式。
 
 
(详解2)

一、“按位与”运算符(&) 
   1、运算规则
     参加运算的两个数据,按二进位进行“与”运算,如果两个相应的二进位都为1,则该位的结果值为1,否则为0,即:
    0&0=0,0&1=0,1&0=0,1&1=1.
   2、用途
     (1)清零
        运算对象:原来的数中为1的位,新数中相应位为0。
    (2)取一个数中某些指定位。
       如想要取一个整数a(占2个字节)的低(高)字节,只需将a与八进制的377(177400)按位与即可。
    (3)保留某一个数的某一位。
        与一个数进行&运算,此数在该位取1。
    3、例如:9&5可写算式如下: 00001001 (9的二进制补码)&00000101 (5的二进制补码) 00000001 (1的二进制补码)可见9&5=1。
  按位与运算通常用来对某些位清0或保留某些位。例如把a 的高八位清 0 , 保留低八位, 可作 a&255 运算 ( 255 的二进制数为0000000011111111)。
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a&b;
printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);
}

二、 按位或运算符(|)
   1、运算规则
     参加运算的两个数据,按二进位进行“或”运算,如果两个相应的二进位都为0,则该位的结果值为0,否则为1,即:
    0|0=0,0|1=1,1|0=1,1|1=1。
   2、用途
     对一个数据的某些位定值为1。
3.例如:9|5可写算式如下: 00001001|00000101
00001101 (十进制为13)可见9|5=13
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a|b;
printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);
}
 
三、“异或”运算符(^)
   也称XOR运算符。
   1、运算规则
     若参加运算的两个二进位同号,则结果为0(假);异号则为1(真),即:
    0^0=0,0^1=1,1^0=1,1^1=0.
   2、用途
     (1)使特定位翻转
        假设有01111010,想使其低4位翻转,可以将它与00001111进行^运算。
    (2)与0相^,保留原值
    (3)交换两个值,不用临时变量
        假如a=3,b=4。想将a和b的值互换,可以用以下赋值语句实现:
        a=a^b; b=b^a;     a=a^b;
 3、例如9^5可写成算式如下: 00001001^00000101 00001100 (十进制为12)
main(){
int a=9;
a=a^15;
printf("a=%d\n",a);
}

四、“取反”运算符(~)
   1、运算规则
   ~是一个单目(元)运算符,用来对一个二进制数按位取反,即将0变1,1变0。
   2、用途
    使一个整数a的最低位为0,可以用:a=a&~1;
 3、例如~9的运算为: ~(0000000000001001)结果为:1111111111110110

五、 左移运算符(<<)
   1、运算规则
   用来将一个数的各二进位全部左移若干位,右补0,高位左移后溢出,舍弃不起作用。
   2、用途
    左移一位相当于乘以2
3、 例如:设 a=15,a>>2 表示把000001111右移为00000011(十进制3)。 应该说明的是,对于有符号数,在右移时,符号位将随同移动。当为正数时, 最高位补0,而为负数时,符号位为1,最高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定。Turbo C和很多系统规定为补1。
main(){
unsigned a,b;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
b=a>>5;
b=b&15;
printf("a=%d\tb=%d\n",a,b);
}
请再看一例!
main(){
char a='a',b='b';
int p,c,d;
p=a;
p=(p<<8)|b;
d=p&0xff;
c=(p&0xff00)>>8;
printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\nd=%d\n",a,b,c,d);
}
   
六、 右移运算符(>>)
   1、运算规则
   用来将一个数的各二进位全部右移若干位,移到右端的低位被舍弃,对无符号数,高位补0;
    对有符号数,左边移入0(“逻辑右移”)或1(“算术右移”)
   2、用途
    右移一位相当于除以2
    
七、位运算赋值运算符
     位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符,如:
     &=,|=,>>=,<<=,^=
 
八、不同长度的数据进行位运算
    如果两个数据长度不同,进行位运算时(如:a&b,而a为long型,b为int型),系统会将二者按右端对齐。如果b为正数,则左侧16位补满0,若b为负数,左端应补满1,如果b为无符号整数型,则左端填满0。

位域

有些信息在存储时,并不需要占用一个完整的字节, 而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时,只有0和1 两种状态, 用一位二进位即可。为了节省存储空间,并使处理简便,C语言又提供了一种数据结构,称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几 个不同的区域, 并说明每个区域的位数。每个域有一个域名,允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。一、位域的定义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿,其形式为: 
struct 位域结构名 
{ 位域列表 };
其中位域列表的形式为: 类型说明符 位域名:位域长度

例如: 
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
};
位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。 可采用先定义后说明,同时定义说明或者直接说明这三种方式。例如: 
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data;
说明data为bs变量,共占两个字节。其中位域a占8位,位域b占2位,位域c占6位。对于位域的定义尚有以下几点说明:

1、一个位域必须存储在同一个字节中,不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时,应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。例如: 
struct bs
{
unsigned a:4
unsigned :0 /*空域*/
unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/
unsigned c:4
}
在这个位域定义中,a占第一字节的4位,后4位填0表示不使用,b从第二字节开始,占用4位,c占用4位。

2、由于位域不允许跨两个字节,因此位域的长度不能大于一个字节的长度,也就是说不能超过8位二进位。

3、位域可以无位域名,这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如: 
struct k
{
int a:1
int :2 /*该2位不能使用*/
int b:3
int c:2
};
从以上分析可以看出,位域在本质上就是一种结构类型, 不过其成员是按二进位分配的。

二、位域的使用位域的使用和结构成员的使用相同,其一般形式为: 位域变量名·位域名 位域允许用各种格式输出。
main(){
struct bs
{
unsigned a:1;
unsigned b:3;
unsigned c:4;
} bit,*pbit;
bit.a=1;
bit.b=7;
bit.c=15;
printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c);
pbit=&bit;
pbit->a=0;
pbit->b&=3;
pbit->c|=1;
printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);
}

上例程序中定义了位域结构bs,三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。
程 序的9、10、11三行分别给三个位域赋值。( 应注意赋值不能超过该位域的允许范围)程序第12行以整型量格式输出三个域的内容。第13行把位域变量bit的地址送给指针变量pbit。第14行用指针 方式给位域a重新赋值,赋为0。第15行使用了复合的位运算符"&=", 该行相当于: pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值为7,与3作按位与运算的结果为3(111&011=011,十进制值为 3)。同样,程序第16行中使用了复合位运算"|=", 相当于: pbit->c=pbit->c|1其结果为15。程序第17行用指针方式输出了这三个域的值。

类型定义符typedef

C语言不仅提供了丰富的数据类型,而且还允许由用户自己定义类型说明符,也就是说允许由用户为数据类型取“别名”。 类型定义符typedef即可用来完成此功能。例如,有整型量a,b,其说明如下: int aa,b; 其中int是整型变量的类型说明符。int的完整写法为integer,

为了增加程序的可读性,可把整型说明符用typedef定义为: typedef int INTEGER 这以后就可用INTEGER来代替int作整型变量的类型说明了。 例如: INTEGER a,b;它等效于: int a,b; 用typedef定义数组、指针、结构等类型将带来很大的方便,不仅使程序书写简单而且使意义更为明确,因而增强了可读性。例如:
typedef char NAME[20]; 表示NAME是字符数组类型,数组长度为20。
然后可用NAME 说明变量,如: NAME a1,a2,s1,s2;完全等效于: char a1[20],a2[20],s1[20],s2[20]
又如: 
typedef struct stu{ char name[20];
int age;
char sex;
} STU;
定义STU表示stu的结构类型,然后可用STU来说明结构变量: STU body1,body2;
typedef定义的一般形式为: typedef 原类型名 新类型名 其中原类型名中含有定义部分,新类型名一般用大写表示, 以
便于区别。在有时也可用宏定义来代替typedef的功能,但是宏定义是由预处理完成的,而typedef则是在编译时完成的,后者更为灵活方便。

例子:
例如有中种颜色选择,1代表红,2代表蓝,4带表黑,8带表白
1=0000 0001
2=0000 0010
4=0000 0100
8=0000 1000

如果你选择了2和4(既红和黑)则1(0000 0001)或2(0000 0010)或4(0000 0100)=7(0000 0101)
如果提供7给你,你怎么知道选择了1和2和4呢?答案是:7跟四个数1,2,4,8分别做或结果还是7,则说明某个被选择了
如:7或2=7,所以1被选择了   7或8=15,不等于7哦,所以8没被选择了   ,这样应该知道用途了吧


具体的位运算方式如下:


 运算名称意义
运算对象类型
 运算结果类型 对象数 实例 ~位逻辑非运算
 整型或字符型整型
 1 ~a & 位逻辑与运算整型或字符型
 整型 2 a&b | 位逻辑或运算整型或字符型整型 2 a|b^
 位逻辑异或运算 整型或字符型 整型 1 ^a << 位左移运算 整型或字符型 整型 2 a<<4 >> 位又移运算 整型或字符型 整型 2 a>>2

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