【C/C++语言入门篇】-- 位运算【下篇】

了解了上面的几个运算符，下面介绍剩下的两个：按位取反和按位异或。

在实际的工作中，通常会有一些状态需要表示。我们这些状态又想节约一点空间。于是我们选择了用一个32位的无符号整数来存放这些状态。比如：
在游戏里面，某个玩家的一些状态也就是我们经常说的BUFF，比如：持续加血，持续加蓝，持续加体力，经脉受伤，被点穴等等。于是我们就有一个枚举：
enum EPLAYER_STATE
{
EPST_NONE = 0x00000000, // 没有状态
EPST_ADDHP = 0x00000001 , // 加血
EPST_ADDMP = 0x00000002, // 加蓝
EPST_ADDSP = 0x00000004, // 加体力
EPST_JMDAM = 0x00000008, // 经脉受伤
EPST_DIANX = 0x00000010, // 被点穴
EPST_XUANY = 0x00000020, // 被眩晕
EPST_ATTCK = 0x00000040, // 被攻击

// ... ...
// 最多可以写32个状态，已经足够了。为什么是32，因为一个32位整数来存放的。
};

状态数据就定义好了，那么我们来使用它：

typedef unsigned int UINT;
UINT dwPlayerState = EPST_NONE;
首先我们将定义的状态设置成无状态。也就是等于0。

然后，假如我们吃了一瓶子药品，我们这瓶药是用于持续加血的，因此我们就将状态设置成加血：
dwPlayerState |= EPST_ADDHP;
其它的同理。

假如我要同时加上几个状态的话。那么：

dwPlayerState |= ( EPST_ADDMP| EPST_ADDSP| EPST_JMDAM );
注意这里是|=，而不是=。因为我们不能将之前加好的EPST_ADDHP状态给抹掉了。因此要用或运算。

然后我们又有逻辑是用于判断我的状态里面是不是有加蓝的状态，用于如果有，我们就不能再吃蓝药了。我们就可以：
if ( dwPlayerState & EPST_ADDMP ) // 判断是否这位上是否为1
{
// 不能再吃蓝药啦。。
}

到这里，我们又想到了。当我的蓝药持续加蓝完成后，我们应该要清除这个状态。否则就没办法再吃蓝药了。因为我们上边有检查。那我们清除状态就可以这样做：
if ( timeout )
{
// 清除蓝药状态
dwPlayerState &= ~EPST_ADDMP; // 这样便清掉了。
// 清除多个状态
dwPlayerState &= ~( EPST_ADDMP| EPST_ADDSP| EPST_JMDAM ); // 这样便清掉了。
}
这里用到了~（按位取反）运算。~EPST_ADDMP这样的结果出来我们知道就是除了EPST_ADDMP这一位为0之外其它全部为1.然后和dwPlayerState进行按位与运算，就会把这一位给清除掉。而不影响到其它位。
EPST_ADDMP = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 001 0
~EPST_ADDMP = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 110 1
这样和dwPlayerState相与，dwPlayerState中除了第二位以外的状态，只要存在（为1）就被保留下来了。第二位不管dwPlayerState中是什么，都会被清零了。就可以起到清除状态的效果了。

上面的清除几个状态也是一个道理，只不过是先将要清除的状态按位或到一起，然后统一清除。大家可以试着谢谢二进制的变化。
到这里，大家应该清楚按位取反的原理和一些用法了吧。

那么就上面的问题，我们再来看看按位异或。
比如我要给dwPlayerState翻转两个状态，可以用异或：
dwPlayerState ^= EPST_ADDHP | EPST_ADDMP;
异或就是相同就为假，不同就为真。因此dwPlayerState ^= EPST_ADDHP | EPST_ADDMP;这句看原理：
dwPlayerState 假如为： 0000 0000 0000 0000 11 00 1 000 0000 0000 0000 1 001
EPST_ADDHP | EPST_ADDMP 为： 0000 0000 0000 0000 00 00 0 000 0000 0000 0000 0 011
上面进行异或后，很明显：
结果为： 0000 0000 0000 0000 11 00 1 000 0000 0000 0000 1 010
EPST_ADDHP、 EPST_ADDMP状态就被翻转了。

异或还有另外一个性质是：两次异或就能还原回来。
比如： a = 7, b = 8.
那么： a = a ^ b ^ b;
先看原理：
a = 0000 0111
b = 0000 1000
c = a ^ b = 0000 1111
a = c ^ b = 0000 0111
因此就此性质，我们又可以做一个不需要第三方变量，交换两个变量的值了：

a = a ^ b; 　　// a = 0000 1111
b = b ^ a; 　　// b = 0000 0111 = 7
a = a ^ b; // a = 0000 1000 = 8
明白其中的道理了吗？其中还有个加减法的版本：
a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;
看到这两个版本是不是很惊讶？上面的异或版本后面的以后运算满足交换律，下面的减法不能交换。那么：
问题三：异或和减法的联系和区别何在？

另外再来看一些用法：
BYTE x = 6;
x = x & ( x - 1 ); // 将最右侧为1的一位给置0。x 结果位4。如果x为0，则结果为0。
原理：
6 = 0000 0110
5 = 0000 0101
x = 0000 0100

利用这个性质，我们可以求一个整数中有多少位为1。
x = 6;
count = 0;
while ( x )
{
x &= ( x - 1 );
++count;
}
这样便能得到多少个1，要得到多少个0就简单了撒： sizeof( x ) * 8 - count。原理不用说吧。

还有很多用法，比如看一个无符号整数是否为奇数，析出最右侧一位为0的那一位，析出最右侧一位为1的那一位等等。这里就不多介绍了。大家可以结合者上面的例子扩展思路。

好了，本文就介绍到这里。

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