Двоичные и побитовые операции в php

Введение

Язык Си иногда называют макроассемблером за его тягу к железу. Если не использовать оптимизацию, можно даже примерно оценить, в какие конструкции на ассемблере
преобразуется код программы. Простота и минимализм языка (простоту языка не путать с простотой программирования на языке)
привели к тому, что на многих платформах си остаётся единственным высокоуровневым языком программирования. Без обзора побитовых операций, конечно, изучения языка было
бы неполным.

Побитовые операции, как понятно из названия, позволяют оперировать непосредственно с битами. Большое количество примеров использования побитовых операций можно найти, например,
в книге Генри Уоррена «Алгоритмические трюки для программистов». Здесь мы рассмотрим только сами операции и примитивные алгоритмы.

PHP: Оператор присваивания — Manual

Оператор присваивания

Базовый оператор присваивания обозначается как «=». На первый взгляд
может показаться, что это оператор «равно». На самом деле это не так.
В действительности оператор присваивания означает, что левый операнд
получает значение правого выражения, (то есть устанавливается значением).

Результатом выполнения оператора присваивания является само присвоенное значение.
Таким образом, результат выполнения «$a = 3» будет равен
3. Это позволяет делать трюки наподобие:

В дополнение к базовому оператору присваивания имеются «комбинированные операторы»
для всех бинарных арифметических операций,
операций объединения массивов и строковых операций, которые позволяют
использовать некоторое значение в выражении, а затем установить его как
результат данного выражения. Например:

Обратите внимание, что присвоение копирует оригинальную переменную в новую
(присвоение по значению), таким образом все последующие изменения
одной из переменных никак не отразятся на другой. Это также следует учитывать,
если вам надо скопировать что-то типа большого массива в длинном цикле.. Например, следующий код выдаст предупреждение:

Например, следующий код выдаст предупреждение:

Для получения более полной информации о ссылках и их возможностях обратитесь к
разделу Подробно о ссылках.

Операторы Побитового Сдвига

Двоичные операторы сдвига сдвигают все биты входного значения влево или вправо в зависимости от оператора сдвига.

Давайте посмотрим синтаксис этих операторов:

value 

Левая часть выражения-это целое число, которое сдвигается, а правая часть выражения обозначает количество раз, когда оно должно быть сдвинуто.

Операторы побитового сдвига далее классифицируются как операторы побитового сдвига влево и побитового сдвига вправо.

4.1. Подписанный сдвиг Влево

Оператор сдвига влево сдвигает биты влево на количество раз, указанное правой частью операнда. После сдвига влево пустое пространство справа заполняется 0.

Еще один важный момент, который следует отметить, заключается в том, что сдвиг числа на единицу эквивалентен умножению его на 2, или, в общем случае, сдвиг числа влево на n позиций эквивалентен умножению на 2^ n .

Давайте возьмем значение 12 в качестве входного значения.

Теперь мы переместим его на 2 места влево (12 <<2) и посмотрим, каков будет конечный результат.

Двоичный эквивалент 12 равен 00001100. После сдвига влево на 2 места результат равен 00110000, что эквивалентно 48 в десятичной системе счисления:

@Test
public void givenOnePositiveInteger_whenLeftShiftOperator_thenNewDecimalNumber() {
    int value = 12;
    int leftShift = value << 2;
    assertEquals(48, leftShift);
}

Это работает аналогично для отрицательного значения:

@Test
public void givenOneNegativeInteger_whenLeftShiftOperator_thenNewDecimalNumber() {
    int value = -12;
    int leftShift = value << 2;
    assertEquals(-48, leftShift);
}

4.2. Подписанный Сдвиг Вправо

Оператор сдвига вправо сдвигает все биты вправо. Пустое пространство в левой части заполняется в зависимости от входного номера:

• Если входное число отрицательное, где крайний левый бит равен 1, то пустые места будут заполнены 1
• Если входное число положительное, где крайний левый бит равен 0, то пустые места будут заполнены 0

Давайте продолжим пример, используя 12 в качестве входных данных.

Теперь мы переместим его на 2 места вправо(12 >>2) и посмотрим, каков будет конечный результат.

Входное число положительное, поэтому после сдвига вправо на 2 места результат равен 0011, что равно 3 в десятичной системе счисления:

@Test
public void givenOnePositiveInteger_whenSignedRightShiftOperator_thenNewDecimalNumber() {
    int value = 12;
    int rightShift = value >> 2;
    assertEquals(3, rightShift);
}

Кроме того, для отрицательного значения:

@Test
public void givenOneNegativeInteger_whenSignedRightShiftOperator_thenNewDecimalNumber() {
    int value = -12;
    int rightShift = value >> 2;
    assertEquals(-3, rightShift);
}

4.3. Сдвиг Вправо Без знака

Этот оператор очень похож на оператор сдвига вправо со знаком. Единственное различие заключается в том, что пустые места слева заполняются 0 независимо от того, является ли число положительным или отрицательным. Следовательно, результатом всегда будет положительное целое число.

Давайте сдвинем вправо то же значение 12:

@Test
public void givenOnePositiveInteger_whenUnsignedRightShiftOperator_thenNewDecimalNumber() {
    int value = 12;
    int unsignedRightShift = value >>> 2;
    assertEquals(3, unsignedRightShift);
}

А теперь отрицательное значение:

@Test
public void givenOneNegativeInteger_whenUnsignedRightShiftOperator_thenNewDecimalNumber() {
    int value = -12;
    int unsignedRightShift = value >>> 2;
    assertEquals(1073741821, unsignedRightShift);
}

Побитовое И (&)

Побитовое И () выполняет булеву операцию конъюнкции над каждой парой битов, которые стоят на одинаковых позициях в двоичных представлениях операндов. Другими словами, результат равен 1, если оба соответствующих бита операндов равны 1; если же хотя бы один бит из пары равен , результирующий двоичный разряд равен .

Таблица истинности для этой операции выглядит так:

a	b	a & b
1
1
1	1	1

В следующем примере поразрядное И выполняется для чисел 38 и 3:

Выполнить код »
Скрыть результаты

Как видите, только в одной позиции биты обоих операндов равны 1. Из-за этого
все остальные биты результата обнуляются, что в итоге дает 000010.
Как результат, получаем 000010₂, или 2₁₀.

Побитовые операторы

Поразрядные операторы выполняют побитовую операцию со значениями двух операндов. Рассмотрим следующий пример.

Например,

 
if a = 7  
   b = 6    
then, binary(a) = 0111   
    binary(b) = 0110   
   
hence, a & b = 0011   
      a | b = 0111   
             a ^ b = 0100   
       ~ a = 1000 

Оператор	Описание
& (бинарный and)	Если оба бита в одном и том же месте в двух операндах равны 1, то 1 копируется в результат. В противном случае копируется 0.
| (бинарный or)	Результирующий бит будет равен 0, если оба бита равны нулю; в противном случае результирующий бит будет равен 1.
^ (бинарный xor)	Результирующий бит будет равен 1, если оба бита разные; в противном случае результирующий бит будет равен 0.
~ (отрицание)	Вычисляет отрицание каждого бита операнда, т. е., если бит равен 0, результирующий бит будет равен 1 и наоборот.
<< (сдвиг влево)	Значение левого операнда перемещается влево на количество битов, присутствующих в правом операнде.
>> (сдвиг вправо)	Левый операнд перемещается вправо на количество битов, присутствующих в правом операнде.

Оператор OR

Выводит запись если хотя бы одно из условий принимает истинное значение.

Синтаксис оператора OR

mysql> SELECT column1, column2, . , columnN -> FROM table_name -> WHERE condition1 OR condition2 OR conditionN;

В примере ниже мы выбираем книги, за авторством Льва Толстого или Антона Чехова. Так как книг Антона Чехова в нашей БД нет, то в выводе получим только книги Льва Толстого.

mysql> SELECT id, title, author, price, amount -> FROM books -> WHERE author = ‘Лев Толстой’ OR author = ‘Антон Чехов’; +—-+—————————+———————+———+———+ | id | title | author | price | amount | +—-+—————————+———————+———+———+ | 6 | Война и мир | Лев Толстой | 341.00 | 1 | | 7 | Анна Каренина | Лев Толстой | 346.00 | 0 | +—-+—————————+———————+———+———+ 2 rows in set (0.00 sec)

Оператор XOR

XOR (исключающее ИЛИ), также как OR выводит записи, если хотя бы одно из условий истинно, но не выводит запись если оба условия либо истинны, либо ложны.

XOR аналогичен следующей конструкции: (a AND ( NOT b)) OR (( NOT a) AND b).

Синтаксис оператора XOR

mysql> SELECT column1, column2, . , columnN -> FROM table_name -> WHERE condition1 XOR condition2 XOR conditionN;

В примере ниже выведем все книги, автором которых будет Михаил Булгаков или цена книги будет больше 241. Однако, если автором книги будет Михаил Булгаков и при этом ее цена будет выше 241, то такая запись не выведется.

mysql> SELECT id, title, author, price, amount -> FROM books -> WHERE author = ‘Михаил Булгаков’ XOR price > 241; +—-+—————————+———————+———+———+ | id | title | author | price | amount | +—-+—————————+———————+———+———+ | 2 | Нос (Акция) | Николай Гоголь | 255.20 | 7 | | 5 | Преступление и наказание | Фёдор Достоевский | 245.00 | 3 | | 6 | Война и мир | Лев Толстой | 341.00 | 1 | | 7 | Анна Каренина | Лев Толстой | 346.00 | 0 | | 8 | Отцы и дети | Иван Тургенев | 371.00 | 3 | | 9 | Собачье сердце | Михаил Булгаков | 232.00 | 10 | +—-+—————————+———————+———+———+ 6 rows in set (0.01 sec)

JS Учебник

JS ГлавнаяJS ВведениеJS Где установить?JS ВыводJS ЗаявленияJS СинтаксисJS КомментарииJS ПеременныеJS LetJS ConstJS ОператорыJS АрифметикаJS ПрисваиваниеJS Типы данных JS ФункцииJS ОбъектыJS СобытияJS СтрокиJS Методы строкJS Поиск строкJS Шаблоны строкJS ЧислаJS Методы чиселJS МассивыJS Методы массиваJS Сортировка массиваJS Итерация массиваJS Постоянный массивJS ДатыJS Формат датJS Методы получения датJS Методы набора датJS Объекты MathJS Случайные числаJS БулевыJS СравненияJS Оператор If…ElseJS Оператор SwitchJS Цикл ForJS Цикл For InJS Цикл For OfJS Цикл WhileJS Оператор BreakJS ПовторяющиесяJS НаборыJS КартыJS TypeofJS ПреобразованиеJS БитовыеJS ВыраженияJS ОшибкиJS ОбластьJS ПодъемныйJS СтрогийJS Ключевое слово thisJS СтрелкиJS КлассыJS JSONJS ОтладчикJS СтильJS ПрактикаJS ОшибкиJS ЭффективностьJS Слова

Арифметические операторы

Арифметические операторы используются для выполнения арифметических операций между двумя операндами. Включает в себя операторы +(сложение), -(вычитание), *(умножение), /(деление),%(напоминание), //(деление по полу) и экспоненты(**).

Рассмотрим следующую таблицу для подробного объяснения арифметических операторов.

Оператор	Описание
+(Сложение)	Он используется для добавления двух операндов. Например, если a = 20, b = 10 => a + b = 30
-(Вычитание)	Он используется для вычитания второго операнда из первого операнда. Если первый операнд меньше второго, значение будет отрицательным. Например, если a = 20, b = 10 => a – b = 10
/(деление)	Он возвращает частное после деления первого операнда на второй операнд. Например, если a = 20, b = 10 => a / b = 2,0
*(Умножение)	Он используется для умножения одного операнда на другой. Например, если a = 20, b = 10 => a * b = 200
%(Остаток от деления)	Он возвращает напоминание после деления первого операнда на второй операнд. Например, если a = 20, b = 10 => a% b = 0
**(возведение в степень)	Это экспоненциальный оператор, представленный при вычислении степени первого операнда для второго операнда.
//(целочисленное деление)	Он дает минимальное значение частного, полученного при делении двух операндов.

Константы

В РНР константы определяются функцией define(), которая имеет следующий формат:

define ($name, $value, $case_sen), где
$name - имя константы;
$value - значение константы;
$case_sen - необязательный параметр логического типа, 
указывающий, следует ли учитывать регистр букв (true) или нет (false).

Пример задания константы:

<?php
    define("pi",3.14,true);
?>

Обратите внимание, что константы используются без предваряющего знака $.

Стандартные константы

PHP предоставляет большой список предопределенных констант для каждого выполняемого скрипта. Многие из этих констант определяются различными модулями и будут присутствовать только в том случае, если эти модули доступны в результате динамической загрузки или в результате статической сборки.
Специальные константы нечувствительны к регистру. Список таких констант представлен ниже.

Имя константы	Описание
__LINE__	Текущая строка в файле.
__FILE__	Полный путь и имя текущего файла.
__DIR__	Полный путь к файлу без его имени
__FUNCTION__	Имя функции. (Добавлена в PHP 4.3.0.)
__CLASS__	Имя класса. (Добавлена в PHP 4.3.0.)
__METHOD__	Имя метода класса. (Добавлена в PHP 5.0.0)
__NAMESPACE__	Имя текущего пространства имен

Приоритеты выполнения операторов в PHP

Приоритет операторов определяет, насколько «тесно» связанны между собой два выражения. Например, выражение 1 + 5 * 3 вычисляется как 16, а не 18, поскольку операция умножения («*») имеет более высокий приоритет, чем операция сложения («+»). В случае, если операторы имеют одинаковый приоритет, они будут выполняться слева направо. Круглые скобки могут использоваться для принудительного указания необходимого порядка выполнения операторов. Например, выражение (1 + 5) * 3 вычисляется как 18.

В следующей таблице приведен список операторов, отсортированный по убыванию их приоритетов. Операторы, размещенные в одной строке имеют одинаковый приоритет и порядок их выполнения опроделяется исходя из их.

Операторы с более высоким уровнем приоритета выполняются в первую очередь:

Приоритет	Оператор	Порядок выполнения
13	(постфикс)++ (постфикс)—	слева направо
12	++(префикс) —(префикс)	справа налево
11	* / %	слева направо
10	+ —	слева направо
9	<< >>	слева направо
8	< <= > >=	слева направо
7	== !=	слева направо
6	&	слева направо
5	^	слева направо
4	|	слева направо
3	&&	слева направо
2	||	слева направо
1	= += -= *= /= %= >>= <<== &= ^= |=	справа налево

Пример порядка выполнения операторов (ассоциативность):

В любом случае, если вы сомневаетесь, или боитесь ошибиться, используйте круглые скобки. Это также позволит сделать ваш код более читабельным.

Битовая операция ИЛИ

Следующая битовая операция – поразрядное ИЛИ. Она задается оператором | и
ее таблица истинности выглядит следующим образом.

x	y	ИЛИ
1	1
1	1
1	1	1

Где обычно
используется эта операция? Обычно ее применяют, когда нужно включить отдельные
биты переменной. Рассмотрим такую программу.

byte flags = 8;  //двоичный вид:  00001000
byte mask = 5;   //двоичный вид:  00000101
 
flags = (byte)(flags | mask);   //двоичная запись 00001101 (число 13)
 
System.out.println(flags);

Здесь мы имеем
такую картину.

flags=	1
mask=	1	1
flags=	1	1	1

то есть,
операция поразрядное ИЛИ, как бы собирает все единички из обеих переменных и
получается такое своеобразное сложение. Кстати, в этом случае действительно
получилось 8+5=13. Но это будет не всегда так, например, если

byte flags = 9;  //двоичный вид:  00001001

то результат
тоже будет 13, так как операция ИЛИ включает бит вне зависимости был ли он уже
включен или нет, все равно на выходе будет единица. И здесь уже 9+5=13, что
математически неверно.

Другие решения

Существует четкая разница между а также ,

В отличие от большинства других операторов языка, логический Оператор явно указывает порядок оценки. Первый операнд должны быть оценены до второго. Второе не нужно оценивать вообще.

Это принципиально отличается от который ведет себя как большинство операторов: порядок вычисления не определен, и оба выражения будут оценены. Даже в том случае, если один из операндов не равен нулю, другой операнд все равно будет оцениваться на наличие побочных эффектов.

Это означает, что код всегда будет оценивать этот псевдокод:

в то время как выполнит обе функции в неопределенном порядке, который не может знать программист.

Это также означает, что такие заявления, как «|| быстрее, чем |» наивны Конечно, в случае второй операнд не обязательно оценивается, но это происходит за счет ветвления, а также ограничений на то, как компилятору разрешается переупорядочивать выражение. Какой оператор, как правило, быстрее, не очевидно.

1

Даже если вы добьетесь того же результата с помощью побитового оператора, здесь лучше использовать логический оператор из соображений производительности.

В выражении второе условие будет рассчитываться только если является , Для такого выражения компилятор производит код, подобный следующему:

не создает никаких дополнительных ветвлений, чтобы пропустить оценку второго выражения.

1

Ответ да, вы можете. Вопрос в том, почему вы хотите? Я могу назвать несколько причин, по которым вы не должны:

1. Это может быть очень запутанным для других программистов.
2. Легко пропустить, что один из операндов не является типом , что может привести к тонким ошибкам.
3. Порядок оценки операндов не определен.
4. Это портит правило короткого замыкания.

Чтобы проиллюстрировать последний пункт:

Это печатает:

Если предположить, может иметь значительные побочные эффекты (), разница может быть огромной. Это не удивило бы программиста на Java (где а также фактически определяется для логических значений спецификацией языка), но это не обычная практика в C ++.

Я могу вспомнить только одну причину использования побитового оператора для логических значений: если вам нужен XOR. Здесь нет оператор, так хорошо, пока оба а также являются и нет никаких побочных эффектов.

Операторы PHP. Общие сведения

Для осуществления операций с переменными существуют различные группы .

Оператором называется нечто, состоящее из одного или более значений (выражений, если говорить на жаргоне программирования), которое можно вычислить как новое значение (таким образом, вся конструкция может рассматриваться как выражение). Отсюда следует, что функции или любые другие конструкции, которые возвращают значение (например,print()) являются операторами, в отличие от всех остальных языковых конструкций (например, echo()), которые ничего не возвращают.

Вы можете ознакомиться со всеми операторами PHP далее.

Составное присваивание

Для бинарного оператора выражение составного присваивания в форме

эквивалентно

за исключением того, что вычисляется только один раз.

В следующем примере показано использование составного присваивания с побитовыми операторами и операторами сдвига:

Из-за результат операции может быть невозможно неявно преобразовать в тип из . В этом случае, если является предопределенным оператором, и результат операции является явно преобразуемым в тип , выражение составного присваивания формы эквивалентно , за исключением того, что вычисляется только один раз. В следующем примере продемонстрировано такое поведение.

Классы и объекты

Что такое объектно-ориентированное программирование?

Объектно-ориентированное программирование — это парадигма программирования с использованием объектов и классов.

Что такое MVC?

MVC (Model-View-Controller) схема шаблона проектирования, разделенный на три компонента для работы с базой данных, интерфейсом отображения данных, взаимосвязью приложения с пользователем. Модель отвечает за работу с информацией из базы данных. Представление отвечает за отображение полученной информации на экран. Контроллер отвечает за взаимодействие между данными и отображением.

Что такое конструктор?

Конструктор это метод _constructor(), который вызывается при создании экземпляра класса с помощью ключевого слова new.

Как в PHP сделать множественное наследование?

В PHP нельзя сделать множественное наследование. У класса может быть только один родитель. Для эмуляции множественного наследования можно использовать функцию _call() или трейты (traits). Трейт позволяет группировать и повторно использовать наборы методов в нескольких классах.

 Назовите основные концепции объектно-ориентированного программирования

Основными концепциями объектно-ориентированного программирования являются: инкапсуляция, наследование, полиморфизм. Инкапсуляция объединяет методы и данные и защищает от внешнего вмешательства или неправильного использования. Наследование позволяет одному объекту наследовать методы и свойства другого объекта. Полиморфизм создает общий интерфейс для схожих по смыслу действий, чтобы решать множество разных задач.

Что такое виртуальный метод?

Виртуальный метод является переопределенным методом класса в классах-наследниках для вызова во время исполнения.

Что такое класс?

Класс это модель еще не существующего объекта, описывающая устройство бъекта — его методы и свойства.

Что такое объект?

Объект это данные и методы для их обработки.

Что такое члены класса?

Членами класса называют данные и методы объекта.

В чем отличие класса от объекта?

Объект является экземпляром типа класса. Класс является типом данных.

Что такое область видимости переменной?

Область видимости переменной — это область, в пределах которой метод или переменная продолжает работать и возвращать значение.

Есть несколько типов определяемых область видимости методов и переменных:

• public — переменная доступна из любого места
• protected — защищенная переменная доступна только внутри класса, в котором была объявлена и из производных классов
• private — закрытые методы и переменные доступны только внутри класса

В чем отличие локальной переменной от глобальной переменной?

Локальные переменные доступны только в конкретном методе, а глобальные во всей программе.

Что такое абстрактный класс?

Абстрактный класс в объектно-ориентированном программировании — это базовый класс, который не предполагает создания экземпляров. Абстрактные классы реализуют на практике один из принципов ООП — полиморфизм. Абстрактный класс может содержать (и не содержать) абстрактные методы и свойства.

В чем разница между абстрактным классом и интерфейсом?

Абстрактный класс — имеет хотя бы один метод и обозначается как . Интерфейс — это тоже абстрактный класс, но он не может иметь свойств, и не определено содержимое методов.

Зачем интерфейс, когда есть абстрактный класс?

Произвести наследование можно только от одного абстрактного класса, но реализовать множество интерфейсов. Абстрактный класс наследуется, а интерфейс реализуется.

Оператор сдвига влево

Оператор сдвигает левый операнд влево на количество битов, определенное правым операндом. Сведения о том, как правый операнд определяет величину сдвига, см. в разделе .

Операция сдвига влево отбрасывает старшие биты, которые находятся за пределами диапазона типа результата, и задает позиции пустых битов низкого порядка, равные нулю, как показано в следующем примере:

Поскольку операторы сдвига определены только для типов , , и , результат операции всегда содержит по крайней мере 32 бита. Если левый операнд имеет другой целочисленный тип (, , , или ), его значение преобразуется в тип , как показано в следующем примере:

Побитовые Логические Операторы

Побитовыми логическими операторами являются AND(&), OR(|), XOR (^) и NOT(~).

3.1. Побитовое ИЛИ (|)

Оператор OR сравнивает каждую двоичную цифру двух целых чисел и возвращает 1, если любое из них равно 1.

Это похоже на логический оператор , используемый с boolean. При сравнении двух логических значений результатом является true , если любое из них true.

Мы видели пример этого оператора в предыдущем разделе:

@Test
public void givenTwoIntegers_whenOrOperator_thenNewDecimalNumber() {
    int value1 = 6;
    int value2 = 5;
    int result = value1 | value2;
    assertEquals(7, result);
}

Давайте посмотрим двоичное представление этой операции:

0110
0101
-----
0111

Здесь мы видим, что использование OR, 0 и 0 приведет к 0, в то время как любая комбинация, по крайней мере, с 1, приведет к 1.

3.2. Побитовое И (&)

Оператор AND сравнивает каждую двоичную цифру двух целых чисел и возвращает 1, если оба равны 1, в противном случае он возвращает 0.

Это похоже на оператор && со значениями boolean . Когда значения двух логических равны true , результатом операции && является true.

Давайте воспользуемся тем же примером, что и выше, за исключением использования оператора & вместо оператора |:

@Test
public void givenTwoIntegers_whenAndOperator_thenNewDecimalNumber() {
    int value1 = 6;
    int value2 = 5;
    int result = value1 & value2;
    assertEquals(4, result);
}

Давайте также рассмотрим двоичное представление этой операции:

0110
0101
-----
0100

0100 есть 4 таким образом, в десятичной системе счисления результат:

result : 4

3.3. Побитовое XOR (^)

Оператор XOR сравнивает каждую двоичную цифру двух целых чисел и возвращает 1, если оба сравниваемых бита различны. Это означает, что если биты обоих целых чисел равны 1 или 0, результат будет равен 0; в противном случае результат будет равен 1:

@Test
public void givenTwoIntegers_whenXorOperator_thenNewDecimalNumber() {
    int value1 = 6;
    int value2 = 5;
    int result = value1 ^ value2;
    assertEquals(3, result);
}

И двоичное представление:

0110
0101
-----
0011

0011 равно 3 в десятичной дроби, поэтому результат:

result : 3

3.4. Побитовое ДОПОЛНЕНИЕ (~)

Побитовый оператор Not или Complement просто означает отрицание каждого бита входного значения. Для этого требуется только одно целое число, и оно эквивалентно ! оператор.

Этот оператор изменяет каждую двоичную цифру целого числа, что означает, что все 0 становятся 1, а все 1 становятся 0. ! оператор работает аналогично для boolean значений: он меняет boolean значения с true на false и наоборот.

Теперь давайте разберемся на примере, как найти дополнение десятичного числа.

Давайте сделаем дополнение:

@Test
public void givenOneInteger_whenNotOperator_thenNewDecimalNumber() {
    int value1 = 6;
    int result = ~value1;
    assertEquals(-7, result);
}

Значение в двоичном коде равно:

value1 = 0000 0110

Применяя оператор дополнения, результат будет:

0000 0110 -> 1111 1001

Это дополнение единицы к десятичному числу 6. А поскольку первый (крайний левый) бит равен 1 в двоичном коде, это означает, что знак отрицателен для числа, которое хранится.

Теперь, поскольку числа хранятся в виде дополнения 2, сначала нам нужно найти его дополнение 2, а затем преобразовать полученное двоичное число в десятичное число:

1111 1001 -> 0000 0110 + 1 -> 0000 0111

Наконец, 0000 0111-это 7 в десятичной системе счисления. Поскольку знаковый бит был равен 1, как упоминалось выше, поэтому результирующий ответ:

result : -7

3.5. Таблица побитовых операторов

Давайте обобщим результаты операторов, которые мы видели до сих пор, в сравнительной таблице:

A	B	A|B	A&B	A^B	~A
0	0	0	0	0	1
1	0	1	0	1	0
0	1	1	0	1	1
1	1	1	1	0	0

Практическое применение побитовых операций

Побитовые операции имеют довольно широкое практическое применение, рассмотрим некоторые случаи:

4.3. Шифрование числа

Операция XOR при применении два раза к одному и тому же битовому массиву восстанавливает ее исходное значение. Это можно использовать при шифровании данных при передаче по сети: 

  C = A ^ B

  A = C ^ B 

Представьте, что необходимо отправить в сообщении число 560 — пин-код от банковской  карты. Если злоумышленник перехватит сообщение, то узнает пин-код и сможет воспользоваться им. Только отправитель и получатель могут знать пин-код. Чтобы этого не произошло, придумаем какое-то число — маску и сообщим его получателю заранее. Перед отправкой пин-кода, зашифруем его — применим побитовую операцию XOR: . И результат отправим. Если злоумышленник и перехватит сообщение, он не будет знать как его расшифровать. Адресат получает сообщение, расшифровывает пин-код с помощью имеющейся маски: .

Следующий код иллюстрирует этот пример:

4.4. Наложение маски

Маска позволяет получать значения только определенных битов в последовательности. Например, у нас есть маска 00100100. Она позволяет нам получать из последовательности только те биты, которые в ней установлены. В данном случае это 3-й и 7-й разряд. Для этого достаточно выполнить побитовое AND с нашей маской и выбранным числом:

Что?! Разве operator> не используются для ввода и вывода?

Так и есть.

Сегодняшние программы обычно не очень часто используют операторы побитового сдвига влево и вправо для сдвига битов. Скорее, у вас больше шансов увидеть оператор побитового сдвига влево, используемый с для вывода текста. Рассмотрим следующую программу:

Эта программа напечатает:

Как в приведенной выше программе знает, что в одном случае нужно сдвигать биты и выводить в другом случае? Ответ заключается в том, что перегружает (предоставляет альтернативное определение) , который выполняет вывод в консоль, а не сдвигает биты.

Когда компилятор видит, что левый операнд – это , он знает, что он должен вызвать версию , которая перегружена для вывода. Если левый операнд является целочисленным типом, то знает, что он должен выполнять обычный сдвиг битов.

То же самое касается оператора .

Обратите внимание, что если вы используете как для вывода, так и для сдвига влево, необходимо использовать скобки:

Эта программа печатает:

Первая строка печатает значение (0110), а затем литерал 1. Вторая строка печатает значение , сдвинутое влево на 1 бит (1100).

Мы поговорим больше о перегрузке операторов в следующем разделе, включая обсуждение того, как перегружать операторы для ваших собственных целей.

Итоги

• Побитовые операторы работают с числами на самом низком уровне – уровне отдельных битов, поэтому в JavaScript они выполняются гораздо быстрее, чем другие операторы или методы.
• Специальные значения NaN и Infinity в поразрядных операциях интерпретируются как О.
• Если побитовые операторы применяются к нечисловому значению, то оно сначало автома­тически преобразуется в число с помощью функции Number() и только затем вы­полняется операция.
• Побитовое НЕ просто инвертирует все биты операнда, а затем новое значение уменьшает на 1.
• С помощью двух побитовых НЕ можно округлить значение операнда или математического выражения.
• Побитовое И вернёт единицу только в том случае, если биты обоих операндов в этой позиции равны 1.
• Побитовое ИЛИ возвращает 1, если хотя бы один бит равен 1, и О, если оба бита равны О.
• Побитовое исключающее ИЛИ возвращает 1, только если один бит равен 1, и О, если оба бита равны 1.
• Оператор сдвига влево
• Оператор сдвига вправо с сохранением знака сдвигает все биты числа вправо на указанное количество позиций. Если операнд положительный, то пустые места слева заполняются нулями. Если же изначально мы работаем с отрицательным числом, то все пустые места заполняются единицами.
• Сдвиг вправо с заполнением нулями сдвигает все биты числа вправо на указанное количество позиций. В отличие от сдвига вправо с со­хранением знака , теперь пустые биты заполняются нулями независимо от знакового бита.