php位运算符详解

文章篇幅较长，如果不喜欢看文章的，此处抛出韩顺丰老师的位运算视频，韩老师应该是全网讲php位运算符最详细的一个老师了。

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【一】.基础知识

我们都知道计算机中运算使用的是二进制，在我的电脑,整数有4个字节(byte),而1个字节有8位(bit)，一个整数有32位二进制来表示。例如1的二进制表示:

00000000   00000000   00000000   00000001

那么位运算说简单点就是改变这32个位的值，无非是改成0或者1而已，然后变成了新的数。这样理解或者不是非常准确，但是让你至少知道位运算到底在干嘛。

符号位：符号位就是二进制中最高的位，也就是上面二进制最左边的那个位，它干嘛的？它为了在计算机中表示整个二进制的值是正还是负，怎么表示？0就是正数，1就是负数。上面的二进制的最左边的符号位是0说明这个二进制的值正数。

有符号和无符号：php是不支持定义无符号数的，因此php只支持有符号数。其实支持无符号数的编程语言是有好处的，无符号最左边的位不用去表示正负，默认认为它是正，节省了一个位。

原码反码补码：我们常常表示的二进制的值其实都是叫做原码，在二进制中，为了方便计算机的运算还有反码和补码的概念。但是我们没有必要知道反码和补码为什么要有，这不是我们讨论的范畴，我们只需要知道计算机真正计算的时候使用的补码计算，而且原码反码补码可以转换。

下面引入韩老师的总结的规则：

(1).二进制的最高位是符号位:0表示正数,1表示负数

$a = 1
在我的电脑,整数有4个字节(byte),而1个字节有8位(bit),因此1的实际二进制样子
00000000   00000000   00000000   00000001
符号位就是左边第一个(即0)用来表示正负,其他的0,1表示数值,例如-1的表示:
10000000   00000000   00000000   00000001

(2).正数和负数都有原码反码补码,不需要考虑它们是什么,计算机底层如此设计,利于数学计算,也不是我们讨论的范畴.

(3).正数的原码,反码,补码都一样。
例如上面的1的原码反码补码都是00000000   00000000   00000000   00000001

(4).负数的反码只需要将原码的符号位保持一致,其他位取反即可(1->0,0->1)
例如-1的原码为:
10000000   00000000   00000000   00000001
转换-1的反码为:
11111111   11111111   11111111   11111110

(5).负数的补码=它的反码+1
转换-1的补码为:
11111111   11111111   11111111   11111110

(6).0的反码补码都是0

(7).PHP没有无符号数,换言之,PHP中的数都是有符号的

(8).计算机在运算的时候,都是以补码的方式来运算的

【二】.开始跟着php官方手册试几个吧。

(1).~ $a Not（按位取反） 将 $a 中为 0 的位设为 1，反之亦然。（PHP手册记录）

例如$a = 2;echo ~ $a;
手工计算方式:
(2.1).2是正数,原码反码补码都是一样的,都是00000000 00000000 00000000 00000010
(2.2).计算机运算使用的是补码,因此我们按照按位取反的规则计算2的补码来生成新的补码,也就是将2的补码中的0改为1,1改为0,得到新的补码:11111111 11111111 11111111 11111101
(2.3).上面得到的就是新的补码了,其实在计算机中已经算计算完成了,但是我们需要校验这个补码对不对。先将补码转为反码:11111111 11111111 11111111 11111100(参考上面的规则5)
(2.4).然后再将反码转原码:10000000 00000000 00000000 00000011(参考上面的规则4) 二进制11是3 符号位是1 ,因此结果是-3

(2).$a & $b     And（按位与）   将把 $a 和 $b 中都为 1 的位设为 1 ,否则为0（PHP手册记录）

例如:
$a = 2;
$b = 3;
echo $a & $b;
手工计算方式:
(2.1).计算2和3的补码,2的补码:00000000 00000000 00000000 00000010,3的补码:00000000 00000000 00000000 00000011
(2.2).计算新的补码结果为:00000000 00000000 00000000 00000010
(2.3).得到结果:第一位符号位0,表示正数,正数的原码反码补码都是一样,因此原码也是它:00000000 00000000 00000000 00000010 结果为2