Swift 位运算和位移运算符
- 位运算符概念：Swift中的位运算符对整数的单个位级别执行操作，包括位与(
&), 位或(|), 位异或(^), 位非(~), 左位移(<<)和右位移(>>)。 - 操作原理简述：位与(
&)运算符只在两个操作数都为1时返回1，位或(|)运算符在至少一个操作数为1时返回1，位异或(^)运算符在一个操作数为1时返回1，位非(~)运算符反转位，左右位移(<<,>>)分别向左右移 动位数。 - 特别说明：位非运算(
~)的结果是-(N + 1)（N为操作数），左右位移运算符分别移动位数，左移丢弃最左边位，右移根据符号填补最右边位。
位运算符在整数数据的单个位级别上执行操作。这些操作包括测试、设置或移动实际的位。例如，
a & b
a | b
在这个例子中，& 和 | 是位运算符。
这是 Swift 中包含的各种位运算符的列表
| 运算符 | 名称 | 示例 |
| ------ | -------------------------------------------------- | --------------------------------------------- | --- | --- |
| & | 位与 | a & b |
| | | 位或 | a | b |
| ^ | 位异或 | a ^ b |
| ~ | 位非 | ~ a |
| << | 左位移 | a << b |
| >> | 右位移 | a >> b |
位与运算符
位与运算符 & 仅当两个操作数都是 1 时返回 1。否则，它返回 0。
a 和 b 的位与操作可以在下表中表示：
| a | b | a & b |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
注意： 上表被称为位与运算符的“真值表”。
让我们看一下两个整数 12 和 25 的位与运算：
12 = 00001100（二进制）
25 = 00011001（二进制）
// 12 和 25 的位与运算
00001100
& 00011001
_____________
00001000 = 8（十进制）
示例 1：位与运算符
var a = 12
var b = 25
var result = a & b
print (result) // 8
在上述示例中，我们声明了两个变量 a 和 b。这里，注意这一行，
var result = a & b
这里，我们正在执行 a 和 b 之间的位与运算。
位或运算符
位或运算符 | 如果至少一个操作数是 1，则返回 1。否则，返回 0。
a 和 b 的位或操作可以在下表中表示：
| a | b | a | b |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
让我们看一下两个整数 12 和 25 的位或运算：
12 = 00001100（二进制）
25 = 00011001（二进制）
// 12 和 25 的位或运算
00001100
| 00011001
____________
00011101 = 29（十进制）
示例 2：位或运算符
var a = 12
var b = 25
var result = a | b
print(result) // 29
在这里，我们对12和25执行了位或运算。
位异或运算符
位异或运算符 ^ 只有在一个操作数为1时才返回1。然而，如果两个操作数都是0，或者都是1，那么结果就是0。
对 a 和 b 进行位 异或运算可以用下表表示：
| a | b | a ^ b |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
让我们看看两个整数12和25的位异或运算：
12 = 00001100 (二进制)
25 = 00011001 (二进制)
12 和 25 的位异或运算
00001100
^ 00011001
____________
00010101 = 21 (十进制)
示例 3：位异或运算符
var a = 12
var b = 25
var result = a ^ b
print(result) // 21
在这里，我们对12和25执行了位异或运算。
位非运算符
位非运算符 ~ 会反转位（0变为1，1变为0）。
对 a 进行位非运算可以用下表表示：
需要注意的是，任何整数N的位非运算结果等于 -(N + 1)。例如，
考虑一个整数35。根据规则，35的位非应该是 -(35 + 1) = -36。现在，让我们看看是否能得到正确的答案。
35 = 00100011 (二进制)
// 使用位非运算符
~ 00100011
________
11011100
在上述示例中，00100011的位非是11011100。在这里，如果我们将结果转换为十进制，我们得到220。
然而，需要注意的是，我们不能直接将结果转换为十进制并获得期望的输出。这是因为二进制结果11011100也等同于**-36**。
要理解这一点，我们首先需要计算**-36的二进制输出。我们使用2的补码**来计算负整数的二进制。
2的补码
一个数N的2的补码得到**-N**。它是通过反转位（0变为1，1变为0）然后加上1来计算的。例如，
36 = 00100100 (二进制)
1的补码 = 11011011
2的补码：
11011011
+ 1
________
11011100 **
**
在这里，我们可以看到 36 的 2 的补数（即 -36）是 11011100。这个值等同于我们在前一节中计算的 35 的位补数。
因此，我们可以说 35 的位补数等于 -36。
示例 4：位非运算符
var b = 12
var result = ~b
print(result) // -13
在上述示例中，我们对 12 执行了位非运算。
12 的位补数 = - (12 + 1) = -13
即 ~12 = -13
这正是我们在输出中得到的结果。
左移运算符
左移运算 符将所有位向左移动指定的位数。它由 << 表示。
正如我们从上图中可以看到的，
- 我们有一个 4 位数字。当我们对它执行 1 位 左移操作时，每个位都向左移动 1 位。
- 结果，最左边的位被舍弃，而最右边的位则变为空。这个空位被 0 替代。
示例 5：左移运算符
var a = 3
var result = a << 2
print(result) // 12
在上述示例中，我们创建了一个值为 3 的变量 a。注意这个语句
var result = a << 2
这里，我们正在对 a 执行 2 位 左移操作。
右移运算符
右移运算符将所有位向右移动指定的位数。它由 >> 表示。
正如我们从上图中可以看到的，
- 我们有一个 4 位数字。当我们对它执行 1 位 右移操作时，每个位都向右移动 1 位。
- 结果，最右边的位被舍弃，而最左边的位则变为空。对于无符号数，这个空位被 0 填补。
- 对于有符号数，符号位（0 表示正数，1 表示负数）用于填充空位。
注意： 有符号整数表示正负整数，而无符号整数仅表示正整数。
示例 5：右移运算符
var a = 4
var result = a >> 2
print(result) // 1
a = -4
result = a >> 2
print(result) // -1
在上述示例中，我们对值 4 和 -4 执行了 2 位 右移操作。
正如您所看到的，4 和 -4 的结果不同。这是因为 4 是无符号整数，所以空位被 0 填补，而 -4 是负的有符号数， 所以空位被 1 填补。