《深入理解计算机系统》阅读笔记三——位运算 逻辑运算 移位运算

位级运算

二进制位的布尔运算，这里查了网上的一个例子：用位级的异或运算来做两个变量的数值交换：

int a=3,b=5;

a=a ^ b;

b=b ^ a;

a=a ^b;

代码执行后：a为5，b为3

这是为什么呢？异或是如何交换的呢？

首先，我们看一下异或的原理：

a = 3 ^ 5;

3的二进制是0011，5的二进制是0101。异或发现两者的不同之处，所以a最终为0110。

了解了异或的基本原理后，接下来看上述的代码。

a=a ^ b;

这一句使得a被赋值为“数值a”与“数值b”的“差异值”。

然后：b=b ^ a;

这一句用异或利用“差异值”来还原a的数值，并赋值给b。此时b等于a先前的数值。

最后一句：a=a ^ b;

因为a仍然保存着“差异值”，这一句通过异或使得b的初始值被还原，并赋值给a。

这样，异或就将a与b的数值“巧妙”地交换了……

有时候，我们总以为某些事务很神奇。实际上也只是一种自然规律罢了。

位级运算的常见用法就是实现掩码运算，这里的掩码是一个位模式，表示从一个字中选出的位的集合，通过位运算取得特定的值

逻辑运算

逻辑运算也是或、与、非。这个和位运算容易混淆。逻辑运算是表达式返回值的运算，结果只有真和假，按位运算是二进制的位的0和1的运算

移位运算

向左或向右移动位模式，二进制数值10010101向左移动4位得到的值是01010000，也就是说向左移动k位，丢弃最高位的k位，并在右端补k个0。右移运算，有两种形式，逻辑右移和算数右移，逻辑右移在左端补k个0，而算数右移在左端补k个最高有效位的值。二进制数值10010101逻辑右移4位得到的值是00001001，算数右移4位得到的是11111001