目录
一、什么是位操作
二、位操作有哪些
三、组合位操作
一、什么是位操作
位操作是指直接对二进制数的位进行操作的一类运算。在计算机中，数据以二进制形式存储和表示，在某些情况下需要对二进制数的位进行特定操作，这就用到了位操作。
位操作通常用于优化代码、实现位级别的标志操作、提取和设置二进制数中的特定位等场景。但需要注意，位操作对于代码的可读性和可维护性可能有一定的影响，应谨慎使用，并确保操作的正确性和逻辑清晰性。
二、位操作有哪些
假设有两个无符号字符变量 a 和 b，它们的二进制表示分别为：
a = 0b10100110b = 0b11001100常见的位操作包括：
1、按位与（&）：将两个数的每一位进行与运算，只有当两个位都为1时，结果才为1，否则为0。
a & b = 0b10000100此操作将 a 和 b 的每一位进行与运算，只有当两个位都为 1 时，结果位才为 1，否则为 0。
2、按位或（|）：将两个数的每一位进行或运算，只有当两个位都为0时，结果才为0，否则为1。
a | b = 0b11101110此操作将 a 和 b 的每一位进行或运算，只有当两个位都为 0 时，结果位才为 0，否则为 1。
3、按位异或（^）：将两个数的每一位进行异或运算，当两个位相同（都为0或都为1）时，结果为0，否则为1。
a ^ b = 0b01101010此操作将 a 和 b 的每一位进行异或运算，当两个位相同（都为 0 或都为 1）时，结果为 0，否则为 1。
4、按位取反（~）：对一个数的每一位进行取反操作，将0变为1，将1变为0。
~a = 0b01011001此操作对变量 a 的每一位进行取反操作，将 0 变为 1，将 1 变为 0。
5、左移（<<）：将一个数的所有位向左移动指定的位数，右侧补0。
a << 2 = 0b10011000此操作将变量 a 的所有位向左移动 2 位，右侧补 0。
6、右移（>>）：将一个数的所有位向右移动指定的位数，左侧补0或补符号位（取决于所需的移位操作）。
b >> 3 = 0b00011001此操作将变量 b 的所有位向右移动 3 位，左侧补 0。
三、组合位操作
1、把变量的某位清零，其他位不变
unsigned char var = 0xAF; // 假设变量名为 var，初始值为 0xAFvar &= ~(1 << bitIndex);bitIndex是需要清零的位的索引，从右往左数，最低位索引为 0。1 << bitIndex将数字 1 的二进制表示向左移动bitIndex位，得到一个只有指定位为 1 的数值。~(1 << bitIndex)对移位后的结果取反，得到一个只有指定位为 0 的数值。var &= ~(1 << bitIndex)执行按位与操作，将变量var与取反后的结果进行按位与运算，并将最终的结果赋值给var。
这样操作后，变量 var 指定位被清零，其他位保持不变。
示例：
//定义一个变量 a = 1001 1111 b (二进制数)unsigned char a = 0x9f;//对 bit2 清零a &= ~(1<<2);/*bit从0开始计数，bit2为从左向右起第三个数先确定我们要得到的值为1001 1011在二进制中，数字 1 表示为 0000 0001（共 8 位），通过左移 2 位，我们可以得到 0000 0100。这里的符号 << 表示左移运算，就相当于在二进制数的右侧补充 0。括号中的 1 左移两位，(1<<2) 得二进制数: 0000 0100 b按位取反，~(1<<2) 得 1111 1011 ba 中原来的值为二进制数: a = 1001 1111 b所得的数与 a 作“&”运算，a = (1001 1111 b)&(1111 1011 b)经过运算后，a 的值 a=1001 1011 b*/2、把变量的某几个连续位清零
假设要清零变量的第n位到第m位（n<m），可以先构造一个掩码，该掩码的第n位到第m位为0，其他位为1，然后将变量与该掩码进行按位与运算即可。
void clearBits(int& var, int n, int m) {int mask = ((1 << (m - n + 1)) - 1) << n; // 构造掩码var &= ~mask; // 按位与运算清零}其中，1 << (m - n + 1)表示将1左移m-n+1位，即构造一个二进制数的最高位为1，其他位为0的掩码。然后再将其减1，得到一个二进制数的最高位到第n位为1，第n-1位到第0位为0的掩码。最后将该掩码左移n位，即得到一个二进制数的第n位到第m位为0，其他位为1的掩码。
示例：
//定义一个变量 a = 1001 1111 b (二进制数)unsigned char a = 0x9f;/*若把 a 中的二进制位分成 2 个一组即 bit0、bit1 为第 0 组，bit2、bit3 为第 1 组，bit4、bit5 为第 2 组，bit6、bit7 为第 3 组要对第 1 组的 bit2、bit3 清零*/a &= ~（3<<2*1）;/*3 = 0000 0011 b括号中的 3 左移两位，(3<<2*1) 得二进制数: 0000 1100 b按位取反，~(3<<2*1) 得 1111 0011 ba 中原来的值为二进制数: a = 1001 1111 b所得的数与 a 作”位与&”运算，a = (1001 1111 b)&(1111 0011 b)，经过运算后，a 的值 a=1001 0011 ba 的第 1 组的 bit2、bit3 被清零，而其它位不变。*//*上述 (~(3<<2*1)) 中的 1 即为组编号; 如清零第 3 组 bit、bit7 此处应为 3括号中的 2 为每组的位数，每组有 2 个二进制位; 若分成 4 个一组，此处即为 4括号中的 3是组内所有位都为 1 时的值; 若分成 4 个一组，此处即为二进制数“1111 b”例如对第 2 组 bit4、bit5 清零a &= ~(3<<2*2);*/3、对变量的某几位进行赋值
假设我们有一个整数变量 num，要对第 n 位到第 m 位（包括 n 和 m）进行赋值为 value，可以使用位运算符进行操作。首先，需要将这几位清零，然后将 value 的相应位设置为所需的值。
num = (num & ~((1 << (m+1)) - 1)) | (value << n)示例：
//a = 1000 0011 b//此时对清零后的第 2 组 bit4、bit5 设置成二进制数“01 b ”a |= (1<<2*2);//a = 1001 0011 b，成功设置了第 2 组的值，其它组不变4、对变量的某位取反
可以使用位异或运算符（^）来对整数类型的变量的某位进行取反操作。假设我们有一个整数变量 num，要对第 n 位进行取反，可以使用如下表达式：
num = num ^ (1 << n)<< 是左移运算符，将 1 左移 n 位，然后与 num 进行异或运算，即可对第 n 位进行取反。
示例：
//a= 1001 0011 b//把 bit6 取反，其它位不变a=(1<<6);//a = 1101 0011 b