PHP中的位运算与位移运算(其它语言通用)

/*
        PHP中的位运算与位移运算
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
二进制Binary：0，1
逢二进1,易于电子信号的传输
原码、反码、补码
二进制最高位是符号位：0为正数，1为负数（左边是高位）

原码：二进制表示的数为原码
对于正数：原码反码补码都一样
1 ----> 0000000 00000000 00000000 00000001
对于负数：
反码：原码的符号位不变，其它位取反
补码：对负数的反码+1
-1原码： ---> 10000000 00000000 00000000 00000001
-1反码： ---> 11111111 11111111 11111111 11111110
-1补码： ---> 11111111 11111111 11111111 11111111
(0的反码补码都是0)

PHP中的数据类型都是有符号的
计算机运算的时候，都是以补码的方式来运算的
(不写是正数还是负数，都会被转成补码，然后进行运算)

PHP4个位运算符：（所有语言通用）
按位与&        两位全为1，则结果为1
按位或|        两位有1，则结果为1
按位异或^    两位一个为0，一个为1，结果为1
按位取反~    0变1，1变0

PHP中的移位运算符：
算术右移>>：低位溢出，符号位不变，并用符号位补溢出的高位
算术左移<<：符号位不变，低位补0

*/
echo "<h4>PHP位运算</h4>";
$n1=~2;
echo "$n1"."<br/>";// -3
/*
对2取反推导：
2的原码＝反码＝补码：
00000000 00000000 00000000 00000010
取反得补码：(计算机是以补码的方式来运算的)
11111111 11111111 11111111 11111101
得最高位为1，则是一个负数的补码，由补码推原码：减1，取反得原码
10000000 00000000 00000000 00000011
二进制原码转十进制，结果为：-3
 */

$n2=~-5;
echo "$n2"."<br/>";//4
/*
对-5取反推导：
-5的符号位是1
获取其原码：
10000000 00000000 00000000 00000101
获取反码：（符号位不变，其它位取反）
11111111 11111111 11111111 11111010
获取补码：(反码加1)
11111111 11111111 11111111 11111011
对补码取反：(符号位是0为正数，正数的原码＝反码＝补码)
00000000 00000000 00000000 00000100
得正数：4
 */

$n3=2&3;
echo "$n3"."<br/>";//2
/*
推导：
按位与& :两位全为1，则为1
获取2和3的补码（因为是正数:原码＝反码＝补码）
2   00000000 00000000 00000000 00000010
3   00000000 00000000 00000000 00000011
按位与：
2&3:00000000 00000000 00000000 00000010
获得结果为正数补码：2
 */

$n4=2|3;
echo "$n4"."<br/>";//3
/*
推导：
按位或|:两位有1，则为1
获取2和3的补码（因为是正数:原码＝反码＝补码）
2   00000000 00000000 00000000 00000010
3   00000000 00000000 00000000 00000011
按位或：
2&3:00000000 00000000 00000000 00000011
获得结果为正数补码：3
 */

$n5=2^3;
echo "$n5"."<br/>";//1
/*
推导：
按位异或^：两位不同则为1，否则为0
获取2和3的补码（因为是正数:原码＝反码＝补码）
2   00000000 00000000 00000000 00000010
3   00000000 00000000 00000000 00000011
按位或：
2&3:00000000 00000000 00000000 00000001
获得结果为正数补码：1
 */

$n6=-3^3;
echo "$n6"."<br/>";//1
/*
推导：
获取-3的补码：
-3原码：10000000 00000000 00000000 00000011
-3反码：11111111 11111111 11111111 11111100

-3补码：11111111 11111111 11111111 11111101
获取3的补码：
3 补码：00000000 00000000 00000000 00000011

按位异或：
-3^3    11111111 11111111 11111111 11111110
因为结果是负数的补码，则需要获取其原码：
反码    11111111 11111111 11111111 11111101

原码    10000000 00000000 00000000 00000010
得结果为：-2
 */

echo "<h4>PHP位移运算</h4>";
// 算术右移>>：低位溢出，符号位不变，并用符号位补溢出的高位
// 算术左移<<：符号位不变，低位补0

$a1= 1>>2;
echo "a1=.$a1"."<br/>";//0
/*
推导：
算术右移>>：低位溢出，符号位不变，并用符号位补溢出的高位
1的二进制向右移动两位，用符号位0补高位的两个空缺
00000000 00000000 00000000 00000001
1>>2:
00000000 00000000 00000000 00000000
结果：0
 */

$b1=-1>>2;
echo "b1=.$b1"."<br/>";//-1
/*
推导：
算术右移>>：低位溢出，符号位不变，并用符号位补溢出的高位
-1的的补码：
原码：10000000 00000000 00000000 00000001
反码：11111111 11111111 11111111 11111110
补码：11111111 11111111 11111111 11111111
-1>>2：相当于
      11111111 11111111 11111111 11111111
得结果补码再取原码为：-1
 */

$c1=1<<2;
echo "c1=.$c1"."<br/>";//4

/*
推导：
算术左移<<：符号位不变，低位补0
1的补码：00000000 00000000 00000000 00000001
1<<2: 左移两位，低位补0   （相当于1*2*2）
         00000000 00000000 00000000 00000100
得结果补码再取原码为：4
 */


$d1=-1<<2;
echo "d1=.$d1"."<br/>";//-4
// （相当于-1*2*2） 结果为：-4
// 推导：
// 算术左移<<：符号位不变，低位补0
// -1的补码：11111111 11111111 11111111 11111111
// -1<<2: 左移两位，低位补0 
// 得结果
// 补码 11111111 11111111 11111111 11111100
// 反码 11111111 11111111 11111111 11111011
// 原码 10000000 00000000 00000000 00000100
// 结果：-4

?>