按位算符英文解釋翻譯、按位算符的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 bitwise operator

分詞翻譯：

按位的英語翻譯：

【計】 bit-by-bit; bitwise

算符的英語翻譯：

【計】 OP; operator symbol
【化】 operator

專業解析

在計算機科學中，按位算符（英文：Bitwise Operators）是一類直接對整數在二進制位（bit）級别進行操作的運算符。它們作用于整數的每一位（0或1），而非整個數值本身。以下是主要按位算符的詳細解釋：

按位與 (Bitwise AND - &)：
- 操作：對兩個操作數的每一位進行邏輯與（AND）操作。
- 規則：隻有當兩個對應位都為 1 時，結果位才為 1；否則為 0。
- 示例：5 & 3 (二進制：101 & 011) = 001 (十進制 1)。
- 用途：常用于掩碼操作（masking），用于提取或清除特定位。例如，value & 0xFF 可以獲取一個整數的低8位。
按位或 (Bitwise OR - |)：
- 操作：對兩個操作數的每一位進行邏輯或（OR）操作。
- 規則：隻要兩個對應位中有一個為 1，結果位就為 1；隻有當兩個位都為 0 時，結果位才為 0。
- 示例：5 | 3 (二進制：101 | 011) = 111 (十進制 7)。
- 用途：常用于将特定位設置為 1。
按位異或 (Bitwise XOR - ^)：
- 操作：對兩個操作數的每一位進行邏輯異或（XOR）操作。
- 規則：如果兩個對應位不同（一個為0，一個為1），則結果位為 1；如果兩個對應位相同（都為0或都為1），則結果位為 0。
- 示例：5 ^ 3 (二進制：101 ^ 011) = 110 (十進制 6)。
- 用途：常用于切換（toggle）特定位的狀态（0變1，1變0），也用于簡單的加密或校驗算法。
按位取反 (Bitwise NOT - ~)：
- 操作：一元運算符，對操作數的每一位進行邏輯非（NOT）操作。
- 規則：将每一位取反，0 變成 1，1 變成 0。
- 示例：~5 (假設8位系統，二進制 00000101) = 11111010 (十進制 -6，在補碼表示法中)。
- 用途：反轉所有位。需要注意結果依賴于整數的位數和表示法（通常是補碼）。
左移 (Left Shift - <<)：
- 操作：将第一個操作數的所有位向左移動第二個操作數指定的位數。右側空出的位用 0 填充。
- 效果：相當于将數值乘以 2 的 n 次方（n 為移動位數）。
- 示例：5 << 1 (二進制 101 左移1位) = 1010 (十進制 10)。
- 用途：高效乘法（乘以2的幂次），或移動特定位到指定位置。
右移 (Right Shift - >>)：
- 操作：将第一個操作數的所有位向右移動第二個操作數指定的位數。
- 填充規則：
  - 邏輯右移：左側空位總是用 0 填充（適用于無符號數）。
  - 算術右移：左側空位用符號位（最高位）填充（適用于有符號數，保持符號不變）。
- 效果：相當于将數值除以 2 的 n 次方（n 為移動位數，向零取整）。
- 示例：
  - 邏輯右移：5 >> 1 (無符號數 101 右移1位) = 010 (十進制 2)。
  - 算術右移：-5 >> 1 (補碼 11111011 右移1位，符號位填充) = 11111101 (十進制 -3)。
- 用途：高效除法（除以2的幂次），或移動特定位到指定位置。具體填充方式取決于編程語言和數據類型（有符號/無符號）。

核心概念

位級别操作：按位算符直接操作數據的二進制表示形式（位模式）。
高效性：這些操作通常在硬件級别得到直接支持，執行速度非常快。
底層編程：常用于系統編程、嵌入式開發、網絡協議處理、圖形處理、加密算法等需要精細控制數據位的場景。
與邏輯運算符區别：邏輯運算符（&&, ||, !）操作的是布爾值（真/假），而按位運算符操作的是整數中的各個位。

參考來源：

GeeksforGeeks - Bitwise Operators in C/C++：提供了按位運算符的詳細解釋、示例代碼和常見用途。 (https://www.geeksforgeeks.org/bitwise-operators-in-c-cpp/)
MDN Web Docs - Bitwise Operators (JavaScript)：解釋了 JavaScript 中的按位運算符及其行為。 (https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Operators/Bitwise_Operators)
TutorialsPoint - Python Bitwise Operators：介紹了 Python 語言中按位運算符的使用。 (https://www.tutorialspoint.com/python/bitwise_operators_example.htm)
Khan Academy - Bitwise Operators：提供了按位運算符的概念性解釋和可視化示例。 (https://www.khanacademy.org/computing/computer-science/cryptography/ciphers/a/bitwise-operators)

網絡擴展解釋

按位運算符是直接對二進制數的每一位進行運算的操作符，常見于底層編程、硬件操作和性能優化場景。以下是主要按位運算符的詳細解釋：

按位與（AND）
符號：&
規則：兩位同時為1時結果為1，否則為0
示例：
```
5 (101) & 3 (011) → 1 (001)
```
用途：提取特定位、清零操作。
按位或（OR）
符號：|
規則：任意一位為1則結果為1
示例：
```
5 (101) | 3 (011) → 7 (111)
```
用途：設置特定位為1。
按位異或（XOR）
符號：^
規則：兩位不同則為1，相同則為0
示例：
```
5 (101) ^ 3 (011) → 6 (110)
```
用途：交換變量值、數據加密。
按位取反（NOT）
符號：~（單目運算符）
規則：0變1，1變0
示例（假設8位有符號數）：
```
~5 (00000101) → 250 (11111010)
```
位移運算符
- 左移 <<：
  将二進制位左移指定位數，右側補0
  示例：5 << 1 → 10（相當于乘以2）
- 右移 >>：
  帶符號右移，左側補符號位
  示例：-8 >> 1 → -4

應用場景：

權限系統（用位掩碼表示組合權限）
圖像處理（RGBA通道操作）
加密算法（如異或加密）
高性能計算（替代部分乘除運算）

注意：不同編程語言對位移運算符的處理可能不同（如Java有>>>無符號右移），使用前需查閱具體語言規範。按位運算雖然高效，但會降低代碼可讀性，建議在必要時添加注釋說明。