一些运算符“|”、“^”、“&”、“&^”之间的区别。高朗

Question

最近读了 golang 规范，遇到了一些有趣的操作符：&    bitwise AND            integers|    bitwise OR             integers^    bitwise XOR            integers&^   bit clear (AND NOT)    integers我试过玩它，但我唯一理解的是“|” 添加整数和“+”运算符还可以处理浮点数、字符串等。它们在实践中有何用途？任何人都可以对上面的这 4 个运算符做一些解释吗？

Answer 1

当您必须处理字节级或位级数据时，按位运算符就派上用场了。

在这里，我列出了一些使用位操作和代码示例的示例（无特定顺序）：

1.它们很常见，并且是密码学和散列函数（例如MD5）中许多算法的一部分。

2.如果您想“节省”空间并将多个“bool”变量打包成一个int，它们也经常使用，例如，您为每个 bool 变量分配一个位。您必须使用按位运算符才能单独更改/读取位。

例如，将 8 位/布尔值打包为一个int：

flags := 0x00  // All flags are 0

flags |= 0x02  // Turn the 2nd bit to 1 (leaving rest unchanged)

flags |= 0xff  // Turn 8 bits (0..7) to 1

flags &= 0xfe  // Set the lowest bit to 0 (leaving rest unchanged)

istrue := flags&0x04 != 0 // Test if 3rd bit is 1

3.另一个领域是压缩数据，您希望充分利用 abyte并使用其所有位来存储/检索某些信息（位是计算和数字通信中的基本信息单位）。

4.类似于压缩但又不完全相同：比特流。它还用于通过不发送完整字节而是发送具有任意位长度的字段来节省数据流中的空间。

我编写并发布了一个高度优化的位级 Reader 和 Writer 包，在此处开源：github.com/icza/bitio。您将在其源代码中看到各种位操作的广泛使用。

5.另一个实际用途：测试（整数）数的某些属性。知道整数的二进制表示（二进制补码），在它们的二进制表示中有数字的某些特征。例如，如果最低位为 0，则整数（以 2 的补码形式）是偶数（可以被 2 整除）：

func isEven(i int) bool {

    return i&0x01 == 0

}

通过测试整数的位，您还可以判断它是否是 2 的幂。例如，如果一个正数只包含一位1，那么它就是 2 的幂（例如2 = 0x02 = 00000010b，16 = 0x10 = 00010000但17 = 0x11 = 00010001不是 2 的幂）。

6. 许多编码/解码过程也使用位操作。最简单的是UTF-8 编码，它使用可变长度编码将 unicode 代码点（rune在 Go 中）表示为字节序列。

可变长度编码的一个简单变体可能是使用字节的最高位（如果 0 索引是第 8 位或第 7 位）来表示是否需要更多字节来解码一个数字，而其余 7 位始终是“有用的” “ 数据。您可以测试最高位并“分离” 7 个有用的位，如下所示：

b := readOneByte()

usefulBits := b & 0x7f

hasMoreBytes := b & 0x80 != 0

使用这种变长编码的好处是，即使你uint64在 Go 中使用内存中 8 个字节的类型，小数字仍然可以用更少的字节表示（范围内的数字0..127只需要 1 个字节！）。如果要存储或传输的样本有很多小值，仅此一项就可以将数据压缩到 1/8 = 12.5 %。不利的一面是大数字（即使在最高字节中也有位）将使用超过 8 个字节。是否值得取决于样本的启发式。

X. 名单还在继续……

在 Go（以及许多其他编程语言）中，你能不知道/使用按位运算符吗？答案是肯定的。但如果您了解他们，有时他们可以让您的生活更轻松，您的程序更有效率。

如果您想了解有关该主题的更多信息，请阅读维基百科文章：Bitwise operation并谷歌术语“Bitwise Operators Tutorial”，有很多好文章。

Answer 2

对于他们在技术上所做的事情，请查看这里的评论

package main

import "fmt"

func main() {

    // Use bitwise OR | to get the bits that are in 1 OR 2

    // 1     = 00000001

    // 2     = 00000010

    // 1 | 2 = 00000011 = 3

    fmt.Println(1 | 2)

    // Use bitwise OR | to get the bits that are in 1 OR 5

    // 1     = 00000001

    // 5     = 00000101

    // 1 | 5 = 00000101 = 5

    fmt.Println(1 | 5)

    // Use bitwise XOR ^ to get the bits that are in 3 OR 6 BUT NOT BOTH

    // 3     = 00000011

    // 6     = 00000110

    // 3 ^ 6 = 00000101 = 5

    fmt.Println(3 ^ 6)

    // Use bitwise AND & to get the bits that are in 3 AND 6

    // 3     = 00000011

    // 6     = 00000110

    // 3 & 6 = 00000010 = 2

    fmt.Println(3 & 6)  

    // Use bit clear AND NOT &^ to get the bits that are in 3 AND NOT 6 (order matters)

    // 3      = 00000011

    // 6      = 00000110

    // 3 &^ 6 = 00000001 = 1

    fmt.Println(3 &^ 6)

}

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请注意，我举了两个例子|来表明它并不是真正的加法，如1 + 5.

至于实际用途，我相信其他一些人可以用更多的例子来评论，但一个常见的用途是为许可系统之类的东西创建标志位掩码。