深入理解按位異或運算子

hofmann發表於2024-05-22

深入理解按位異或運算子 - 吳義法 - 部落格園 (cnblogs.com)

1 "^"為C#當中的異或運算子,通常可以理解為"排他性"運算.

2 參與運算的兩個值,如果兩個相應bit位相同,則結果為0,否則為1。
即:
   0^0 = 0,
1^0 = 1,
0^1 = 1,
1^1 = 0

例如:10100001^00010001=10110000

3 按位異或的3個特點:
(1) 0^0=0,0^1=1 0異或任何數=任何數
(2) 1^0=1,1^1=0 1異或任何數-任何數取反
(3) 任何數異或自己=把自己置0

4 按位異或的幾個常見用途:
(1) 使某些特定的位翻轉
例如對數10100001的第2位和第3位翻轉,則可以將該數與00000110進行按位異或運算。
      10100001^00000110 = 10100111

(2) 實現兩個值的交換,而不必使用臨時變數。
例如交換兩個整數a=10100001,b=00000110的值,可透過下列語句實現:
    a = a^b;   //a=10100111
    b = b^a;   //b=10100001
    a = a^b;   //a=00000110

(3) 在組合語言中經常用於將變數置零:
xor a,a

(4) 快速判斷兩個值是否相等
舉例1: 判斷兩個整數a,b是否相等,則可透過下列語句實現:
return ((a ^ b) == 0)

舉例2: Linux中最初的ipv6_addr_equal()函式的實現如下:
static inline int ipv6_addr_equal(const struct in6_addr *a1, const struct in6_addr *a2)
{
return (a1->s6_addr32[0] == a2->s6_addr32[0] &&
a1->s6_addr32[1] == a2->s6_addr32[1] &&
a1->s6_addr32[2] == a2->s6_addr32[2] &&
a1->s6_addr32[3] == a2->s6_addr32[3]);
}

可以利用按位異或實現快速比較, 最新的實現已經修改為:
static inline int ipv6_addr_equal(const struct in6_addr *a1, const struct in6_addr *a2)
{
return (((a1->s6_addr32[0] ^ a2->s6_addr32[0]) |
(a1->s6_addr32[1] ^ a2->s6_addr32[1]) |
(a1->s6_addr32[2] ^ a2->s6_addr32[2]) |
(a1->s6_addr32[3] ^ a2->s6_addr32[3])) == 0);
}

5 應用通式:

對兩個表示式執行按位異或。

result = expression1 ^ expression2

引數

result

任何變數。

expression1

任何表示式。

expression2

任何表示式。

說明

^ 運算子檢視兩個表示式的二進位制表示法的值,並執行按位異或。該操作的結果如下所示:

0101     (expression1)1100     (expression2)----1001     (結果)

當且僅當只有一個表示式的某位上為 1 時,結果的該位才為 1。否則結果的該位為 0。

只能用於整數

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