剖析 Swift 位运算符：全面指南

位运算符在 Swift 中扮演着至关重要的角色，为我们提供了在二进制层面操作数据的强大工具。这些运算符通过直接处理数据的二进制位，使得执行特定的任务变得轻而易举，例如数据比较、位设置和位掩码。

位与运算符（&）

位与运算符（&）对两个数字的二进制位进行合并。它返回一个新数字，其中只有当这两个数字的对应位都是 1 时，该位置才为 1。换句话说，它只保留两个输入数字中同时为 1 的位。

// 示例：计算 5（0101）和 7（0111）的位与运算
let result = 5 & 7 // 结果为 5（0101）

位或运算符（|）

位或运算符（|）对两个二进制位进行比较，并返回一个新数字，其中只要两个输入位中任何一个为 1，该位置就为 1。换句话说，它将两个输入数字中任何位置为 1 的位都置为 1。

// 示例：计算 5（0101）和 7（0111）的位或运算
let result = 5 | 7 // 结果为 7（0111）

位异或运算符（^）

位异或运算符，也称为“互斥或”运算符（^），将两个数字的二进制位进行比较，并返回一个新数字，其中当且仅当两个输入位不同时，该位置才为 1。换句话说，它只保留两个输入数字中一个为 1 而另一个为 0 的位。

// 示例：计算 5（0101）和 7（0111）的位异或运算
let result = 5 ^ 7 // 结果为 2（0010）

左移运算符（<<）

左移运算符（<<）将数字的二进制表示向左移动指定的位数。这相当于将该数字乘以 2 的指定位数。

// 示例：将 5（0101）向左移动 2 位
let result = 5 << 2 // 结果为 20（10100）

右移运算符（>>）

右移运算符（>>）将数字的二进制表示向右移动指定的位数。对于有符号整数，这相当于将该数字除以 2 的指定位数；对于无符号整数，这相当于将该数字的无符号表示除以 2 的指定位数。

// 示例：将 20（10100）向右移动 2 位
let result = 20 >> 2 // 结果为 5（0101）

位翻转运算符（~）

位翻转运算符（~）取一个数字的二进制表示并对其进行按位取反。换句话说，它将数字的每个 0 改为 1，而将每个 1 改为 0。

// 示例：翻转 5（0101）的位
let result = ~5 // 结果为 -6（10110）

使用位运算符的实际示例

位运算符在各种场景中都有广泛的应用，例如：

• 数据压缩： 通过移除数据中的冗余信息来压缩数据。
• 图像处理： 通过应用掩码或合并图像层来处理图像。
• 密码学： 在加密算法中进行数据加密和解密。
• 操作系统： 在内存管理和文件权限管理中控制和操作数据。