[教學]C++ 超詳細位元運算+工作實例 @ 一個小小工程師的心情抒發天地

遇到很多人問一個問題，甚至這考題根本萬年不衰，

所以我決定好好來寫一寫關於位元運算的部分，

至於會想要寫一些職務上的運用，是因為，其實我每天都會花一些些的時間，

去網路上幫人解解疑難雜症，甚至有些還會直接寄信問我，

再加上一些家教的經驗，其實我發現一件事情，

語法大家都很熟，只是，問題基本上都是卡在，

" 不會用 " 的這件事情上面，

不知道什麼時候該使用，學了不知到要用在哪，

等真正專案開始的時候，只能自己摸索，

連架構上面.... 只能說很亂，所以，我決定從這篇開始，

在教學上面，多一些我自己實務上的經驗分享和使用方法，

如果，各位看官，有更好的方式，請不要吝嗇的在下方留言或寄信分享給我，

請相信，交流，永遠是讓自己更上一層樓的方式，沒有之一。

好了，廢話不多說，我們進入主題吧。

位元運算子 (Bitwise operator) ，在數位設計上面有AND , OR , NOT , XOR 與補數..等運算，而在C++中，提供這些運算的就是位元運算子，而它們在程式裡面的表達，則是 AND ( & ) , OR ( | ) , NOT ( ! ) 以及補數 ( ~ ) 。

我們先來看看下面的表 :

這個麻煩大家先記起來，不管用什麼方式，這很重要　！

至於我自己背的方式....

就是 "AND 只有1 1得1，其他為0 , OR : 0 0 得0 其他都為1"...大概是這樣，僅供參考。

讓我們來先寫點Code舉個簡單的例子吧，

題目 : 如何判斷奇數偶數

描述 :

奇數偶數，奇數偶數在二進制裡面，有一個萬年不變的規則，那就是，

[ 奇數，最右邊的那一個位元，絕對為 1 ]，

[ 偶數，最右邊的那一個位元，絕對為 0 ] ,

這句話請重複跟我念三次，因為這是絕對，所以麻煩大家也記一下。

不信 ? 很簡單，打開你電腦裡面的計算機→檢視→程式設計師模式

然後自己敲看看 ( 工程師麻...要有點實驗精神 )

接下來，我們上代碼 :

這個程式的運算原理，奇數的數值若以二進位來表示，最右邊的位元一定會為1，而偶數最右邊則一定為0，所已在使用1來與輸入的值做 & (AND)運算的時候，由於1除了最右邊的位元為1之外，其他位元都會是0，與輸入數值AND運算的結果，只會留下最右邊的位元為0或為的結果，其他部分都會被0 AND運算遮蔽掉，這就是所謂的 [ 位元遮罩 ] 例如 : 00000100 。

接下來，我們來看另外一個例子

題目 : SWAP (交換)

描述 :

交換數值，這個其實非常實用也非常常用，而且在一般初級面試的時候，這玩意也可以有一些變化，例如傳值、傳址、傳參，但是，這一篇我們的教學重點是在於位元運算，所以，我們還是把專注放在這邊吧。

首先，我先寫一個標準的交換方式 ( 所謂的標準，就是書上基本上都會出現的方法 )

接下來，我們用 ^ ( XOR ) 來實做看看 :

然後，我們一行一行來看，

首先，我們知道

a = 10 , b = 20

第一行 a ^= b ;

可以拆開來變成

a = a^b

那10 ^ 20 =多少 ?

10 = 1010 , 20 = 10100

11110(二進位) = 30 (十進位)

也就是說，我們將a變成了30

第二行 : b ^= a ;

拆開來變成 b = b ^ a ( 30 );

b 是多少 ? b 是 20 (10100)

所以我們再拆一次，變成 b = (20)10100 ^ (30)11110

這時候，b就 = 01010 (二進位)

01010 ( 二進位 ) = 10

也就是說，我們現在的 b = 10 , a = 30

第三行 : a ^= b; ( 此時 a = 30 , b = 10 )

一樣，我們把這行拆開來，

a ^=b 等於 a = a ^ b ;

30 = 11110

10 = 01010

a = 11110 ^ 01010

所以 a= 10100

變成 10進位的話就是20

其實寫法看各人，但是如果是我的話，基本上我還是喜歡用下面的寫法，

比較清楚也比較快。

接下來，我們來談談工作實例吧，

在什麼時候我們會使用到位元運算來操作。

首先，我先分享一個我寫的define + 一個struct

typedef struct tRdpConnectionINFO
{
RDP_LOCAL_FEATURE LocalFeature ;
}RDPCONNECTIONINFO, *PRDPCONNECTIONINFO;

typedef UINT8 RDP_LOCAL_FEATURE;
#define RDP_FEATURE_AUDIO 0x01
#define RDP_FEATURE_MIRCOPHONE 0x02
#define RDP_FEATURE_USB_DEVICES 0x04
#define RDP_FEATURE_H264 0x08
#define RDP_FEATURE_ALL (RDP_FEATURE_AUDIO | RDP_FEATURE_MIRCOPHONE | RDP_FEATURE_USB_DEVICES | RDP_FEATURE_H264)

這個define是在意思是說，這個產品有沒有打開這些功能，

假如說有的話，就是最後一個全部 | 起來，

也就是說，我在判斷這個產品有沒有打開這些能力，我只需要去這樣寫

   RDPCONNECTIONINFO info = { 0 };
   /*
假設我們只有打開
RDP_FEATURE_AUDIO             0x01
RDP_FEATURE_H264 0x08
這兩個flag
則我們會這樣
info.LocalFeature = RDP_FEATURE_AUDIO|RDP_FEATURE_H264;
則info.LocalFeature = 0x9
然後我們將這筆資料，送上去給上層，於是上層就可以寫以下的代碼去判斷，這個產品有支援什麼東西。
   */

   if (info.LocalFeature == RDP_FEATURE_ALL)
   {
       //這樣代表全部都開起
   }
   else
   {
       if (info.LocalFeature & RDP_FEATURE_AUDIO)
       {
           /*
               0x9 & 0x1 = 0x1 //所以會進到這個判斷
           */
       }
       if (info.LocalFeature & RDP_FEATURE_MIRCOPHONE)
       {
           /*
               0x9 & 0x2 = 0x0 //所以不會進到這個判斷
           */
       }
       if (info.LocalFeature & RDP_FEATURE_USB_DEVICES)
       {
           /*
               0x9 & 0x4 = 0x0 //所以不會進到這個判斷
           */
       }
       if (info.LocalFeature & RDP_FEATURE_H264)
       {
           /*
               0x9 & 0x8 = 0x8 //所以會進到這個判斷
           */
       }

如此一來，我們就可以針對產品不同的能力，

去做個別的事情，其實這是一種寫法，當然我也有看過另外一種方式 :

typedef struct tRdpConnectionINFO
{
       BOOL FEATURE_AUDIO ;
       BOOL FEATURE_MIRCOPHONE ;
       BOOL FEATURE_USB_DEVICES ;
       BOOL FEATURE_H264 ;
}RDPCONNECTIONINFO, *PRDPCONNECTIONINFO;

這種方式也...................可以，

只是......功力高下....立刻判斷而已。

這是這一篇的教學和分享，

以後如果時間允許的話，我會盡可能的以這種方式來寫作看看，

一樣，如果各位看官有更好更快的方式，

請不要吝嗇的與我分享，

謝謝。