一个字节由8个位表示，0000 0000 == 0 == 0x00，0000 0001 == 1 == 0x01......1111 1111 == 255 == 0xFF
从左到右称为bit7，bit6，bit5...bit0
引例1
舞台上有8盏灯，用1表示亮，0表示灭
-
第一种方法
int status[8] = {1,0,0,1,0,0,0,1};//32个字节 -
第二种方法
char status[8] = {1,0,0,1,0,0,0,1};//8个字节
显然，第二种占用空间小
利用位bit来表示信息，占用空间可以更小
unsigned char status = 0x91; //1001 0001，仅需一个字节！
引例2
用变量表示在校学生的出生年月日
-
第一种方法
int year = 1982,month=10,day=23;//需要12字节 -
第二种方法
short year = 1982;char month = 10;char day = 23;//需要4字节，short要2个字节
用7个位表示年000 0000 - 111 1111（0-127）：将1982记为82
用4个位表示月0000-1111（1-15）
用5个位表示日0 0000-1 1111（0-31）
上面的一共才需要16位，即2个字节
优点与缺点
- 优点：占用空间小
- 缺点：读写麻烦，不容易修改/读取其中一个位的状态
应用场景
嵌入式（GPIO，一个位连着一个电线）
数据压缩编码（音视频，网络协议）
移位
位操作是对无符号数进行操作的
unsigned char a = 0x13;
//0001 0011 -> 0100 1100，左侧移出，右侧补0
unsigned char b = a << 2;
//0001 0011 -> 0000 0100，右侧移出，左侧补0
unsigned char c = a >> 2;
unsigned int flag = 1u << 7;
//1是int类型的，1u才算unsigned int类型的，这里为1u
左移一位相当于乘2
右移一位相当于除2
移位运算比乘除运算速度更快，节省资源
移位并赋值运算符：<<= 、 >>=
a <<= 2相当于a = a << 2
有符号整数的移位没有实际意义
char c = 1;
c = c << 7;
//c应该是1000 0000，但是他的结果却是-128
取反
unsigned char a = 0x13;//0001 0011
unsigned char b = ~a; //1110 1100
与操作
unsigned char result = a & b;
应用场景1：判断某位的值
unsigned char a = 0x13;//0001 0011
怎么判断bit4是亮还是灭
unsigned char flag = status & 0x10;//0001 0000
if(flag)
{
//亮
}
怎么判断应该任意位的值
bool checkBit(unsigned char a,int N)
{
unsigned char mask = 1u << N;//1左移N位
return a & mask;
}
例如a为0001 0011求bit2，N为2
mask就变成0000 0100，a&mask为0001 0011 & 0000 0100为0，故bit2为0
应用场景2：按位清零
unsigned char a = 0x6A;//0110 1010
要把bit2和bit3设为0，只要a&0xF3就行(0xF3为1111 0011，是凑出来的)
应用场景3：读取多个位
unsigned char a = 0x6A;//0110 1010
要取出bit2...bit5怎么做
-
右移两位，0110 1010->0001 1010
unsigned char b = a >> 2; -
高位清0，0001 1010->0000 1010
unsigned char c = b & 0x0F;
合在一起
unsigned char result = (a>>2)&0x0F;
综合应用：读取年月日
//1982,10,23
//年82，月10，日23
//上面有，高7位表示年，后面4位为月，最后5位为日，共两个字节
//1010010 1010 10111
//合起来分成2个字节
//10100101 01010111
//即为0xA5,0x57
unsigned char data[2] = {0xA5,0x57};
int year = data[0]>>1;
int month = ((data[0]&0x01)<<3)+(data[1]>>5);
int day = data[1]&0x1F;
或操作
unsigned char result = a | b;
应用场景：置1
unsigned char status = 0x13;//0001 0011
//让bit4亮起来
status |= 0x10;
//让bit2...bit4亮起来
status |= 0x1C;
位操作应用：base64编码
64进制
base64就是64进制，包括以下字符
A..Z , a..z , 0..9 , + /
26+26+10+2=64
1/代表的十进制为53*64+63
base64编码：将任意数据转化为文本
规则：每6位一组，转成base64字符
unsigned char data[1024];
例如
4D 5A 90->01001101 01011010 10010000
划分为4组->010011 010101 101010 010000
得到4个数，每个数介于（000000-111111）（0-63）之间
再以64进制表示19（T），21（V），42（q），16（Q）
故为TVqQ
AfBase64
实现base64编码的类，与加密解密有关