Golang中位运算的详细理解

前言：

位运算可能在平常的编程中使用的并不多，但涉及到底层优化，一些算法及源码可能会经常遇见。今天就学习一下常用的位运算

一、常用的位运算：

  &      与 AND

  |      或OR

  ^      异或XOR

  &^     位清空 (AND NOT)

  <<     左移

  >>     右移

二、位运算的用法:

  位运算都是在二进制的基础上进行运算的，所以在位运算之前要先将两个数转成二进制

1.  &

  & 只有两个数都是1结果才为1

 例：var i uint8 = 20  var j uint8=15   求i&j

  i转成二进制为0001 0100, j转成二进制为0000 1111

  0001 0100 & 0000 1111 = 0000 0100

  0001 0100对应的十进制就是4

2.  |

 或 两个数有一个是1 结果就是1

  0001 0100 | 0000 1111 = 0001 1111

  0001 1111转成十进制就是31

  故20 | 15 = 31

   3.  ^

（1）

    ^可以作为二元运算符，也可以作为一元运算符

    ^作二元运算符就是异或，相同为0，不相同为1

   如1^1 =0, 0^0=0,1^0=1,0^1=1

    0001 0100 ^ 0000 1111 = 0001 1011

  故 20 ^ 15 =27

（2）

    ^作一元运算符表示是按位取反

    ^0001 0100 = 1110 1011

   故结果为235

  请思想下面代码的结果：

结果是：235   -21

why?

其实原因很简单，一个是有符号的数一个是无符号的数

20在编译器中默认为int类型，故最高位是符号位，符号位取反，所以得到的结果是负数

串联理解：负数的二进制数怎么表示？

负数的二进制数是它对应的正数按位取反得到反码，再加上1得到的补码

例如：3的二进制为00000000 00000000 00000000 00000011

反码：            11111111 11111111 11111111 11111100

补码：反码加1：  11111111 11111111 11111111 11111101

故-3的二进制为11111111 11111111 11111111 11111101

     所以，一个有符号位的^操作为 这个数+1的相反数 

4. &^

作用：将运算符左边数据相异的位保留，相同位清零

 1&^1  得0
 1&^0  得1
  0&^1  得0
  0&^0  得0

  0001 0100 &^ 0000 1111 = 0001 0000

 故结果为16

5. >>右移和 <<左移

 左移和右移算是比较常见的运算了

      左移规则：

      右边空出的位用0填补

      高位左移溢出则舍弃该高位

      右移规则：

     左边空出的位用0或者1填补。正数用0填补，负数用1填补。注：不同的环境填补方式可能不同；

     低位右移溢出则舍弃该位

例：0001 0100 >> 1得0000 1010   转成十进制为10

    0001 0100 << 1 得0010 1000   转成十进制为40