1. 开头一问
本文开始前，先给出站长前几天面试，一位面试官C语言大佬给的一题：
int i = 255;
i <<= 24;
i >>= 24;
问题：
- 最终
i等于多少？ - 如果
i是uint类型，最终i结果是多少？
2. C#位运算
C#位运算是一种强大的工具，可以在处理二进制数据和位操作时发挥重要作用。通过使用位运算符，我们可以对整数进行位级别的操作，如位与、位或、位异或和位取反等。位运算可以用于优化性能、压缩数据、实现位掩码和位标志等。了解和掌握C#位运算的基本原理和常见应用场景，将使我们能够更高效地处理二进制数据，并在某些情况下提高代码的性能和可读性。通过深入理解C#位运算，我们可以在编程中发挥更大的创造力和灵活性。
本节内容主要参考文章：C# 中使用位运算（与、或、非 & | ^）进行数据校验和c# 位运算符_c#位运算符-CSDN博客。
要学会位运算，首先要清楚什么是位运算？程序中的所有内容在计算机内存中都是以二进制的形式储存的（即：0或1），位运算就是直接对在内存中的二进制数的每位进行运算操作。
在C#中可以对整型运算对象按位进行逻辑运算。按位进行逻辑运算的意义是：依次取被运算对象的每个位，进行逻辑运算，每个位的逻辑运算结果是结果值的每个位。C#支持的位逻辑运算符如表所示。
| 运算符号 | 意义 | 运算对象类型 | 运算结果类型 | 对象数 | 实例 |
|---|---|---|---|---|---|
| ~ | 位逻辑非运算，按位取反 | 整型，字符型 | 整型 | 1 | ~a |
| & | 位逻辑与运算，其实与&&逻辑运算符有一致的地方 | 同上 | 同上 | 2 | a & b |
| | | 位逻辑或运算，同样与||有类似的地方 | 同上 | 同上 | 2 | a | b |
| ^ | 位逻辑异或运算 | 同上 | 同上 | 2 | a ^ b |
| << | 位左移运算 | 同上 | 同上 | 2 | a<<4 |
| >> | 位右移运算 | 同上 | 同上 | 2 | a>>2 |
2.1. ~：位逻辑非运算
位逻辑非运算是单目的，只有一个运算对象。位逻辑非运算按位对运算对象的值进行非运算，即：如果某一位等于0，就将其转变为1；如果某一位等于1，就将其转变为0。
比如，对二进制的10010001进行位逻辑非运算，结果等于01101110，用十进制表示就是：
145等于110；对二进制的01010101进行位逻辑非运算，结果等于10101010。用十进制表示就是85等于176。
int a = 1001 0001; // 十进制：145
int b = ~a; // b = 0110 1110，即十进制：110
来复杂的，看这篇文章c# 位运算符_c#位运算符-CSDN博客：
int a = 13;
int b = -14;
Console.WriteLine(~a); // -14
Console.WriteLine(~b); // 13;
这个是怎么操作二进制的呢，首先要要记住一些原则：
| 原码* | 反码 | 补码** | 取反 | |
|---|---|---|---|---|
| 正数 | 符号位+绝对值 | 原码 | 原码 | 0、1对换 |
| 13 | 0 1101 | 0 1101 | 0 1101 | 1 0010 |
| 负数 | 符号位+绝对值 | 绝对值取反 | 反码+1 | 0、1对换 |
| -14 | 1 1110 | 1 0001 | 1 0010 | 0 1101 |
*：符号位的长度与类型定义有关，C#中int的符号位为1位 **：C#中数值以补码存储
以下展示两者的原码间如何转换
int b = 1 1110; // 前面的1表示符号位
反码 = 1 0001; // 符号位不变
补码 = 1 0010; // 反码加1
补码取反 = 0 1101; // 得到新的反码就是结果a，连同符号位一起反)
int a = 0 1101;
a的补码 = 0 1101;
补码取反 = 1 0010; // 此时为b的补码了
补码转反码 = 1 0001; // 即减1
反码转原码 = 1 1110; // 就是结果b的源码
经过多次实验得到一个规律就是：
~(+a)= -(a+1);（正数按位取反只需要把当前数加1然后改成负的）
~(-a)= (+a-1);（负数按位取反只需要把当前数先当做正数，然后减1得到结果）
2.2. $：位逻辑与运算
位逻辑与运算将两个运算对象按位进行与运算。与运算的规则：1与1等于1，1与0等于0。
示例代码：
int a = 13;
int b = 14;
int result = a & b; // 12
转换为二进制：
int a = 0000 1101;
int b = 0000 1110;
int result = 0000 1100;
&运算符会对二进制相同位置上面的0和1进行对比，当相同位置数字相同时就返回这个相同的数，否则就返回0，是不是和&&运算符判断两个bool 一致则返回True,否则返回False类似。所以我们得到了result这个结果，转化成十进制就是12了。
2.3. |：位逻辑或运算
位逻辑或运算将两个运算对象按位进行或运算。或运算的规则是：1或1等1，1或0等于1，
示例代码：
int a = 13;
int b = 14;
int result = a | b; // 15
转换为二进制：
int a = 0000 1101;
int b = 0000 1110;
int result = 0000 1111;
其实判断方式是一样的，只是返回的结果不一样， | 运算符判断两个二进制相同位置的0和1，只要其中一个位置的数字是1就返回1，是不是和 || 运算符同样很类似，只要一个True则返True，再把得到的结果转化成10进制就是15了。
2.4. ^：位逻辑异或运算
位逻辑异或运算将两个运算对象按位进行异或运算。异或运算的规则是：1异或1等于0，
1异或0等于1，0异或0等于0。即：相同得0，相异得1。
示例代码：
int a = 13;
int b = 14;
int result = a ^ b; // 3
转换为二进制：
int a = 0000 1101;
int b = 0000 1110;
int result = 0000 0011;
从中可以看出，^ 判断相同位置上面的数字时，如果两个数相同，不论是0还是1都返回0，如果其中一个为1就返回1。而 | 是只要有一个只要位置上一个为1就返回1，所以名字叫异或（不同的返回或）。
2.5. <<：位左移运算
位左移运算将整个数按位左移若干位，左移后空出的部分0。比如：8位的byte型变量byte a=0x65(即二进制的01100101),将其左移3位：a<<3的结果是0x27(即二进制的00101000)。
byte a = 0110 0101;
a <<= 3;//0010 1000
将第一个操作数向左移动第二个操作数指定的位数，空出的位置补0。 左移相当于乘. 左移一位相当于乘2;左移两位相当于乘4;左移三位相当于乘8。
x<<1= x*2
x<<2= x*4
x<<3= x*8
x<<4= x*16
2.6. >>：位右移运算
位右移运算将整个数按位右移若干位，右移后空出的部分填0。比如：8位的byte型变量byte a=0x65(既（二进制的01100101）)将其右移3位：a>>3的结果是0x0c(二进制00001100)。
byte a = 0110 0101;
a >>= 3;//0000 1100
将第一个操作数向右移动第二个操作数所指定的位数，空出的位置补0。
右移相当于整除. 右移一位相当于除以2; 右移两位相当于除以4; 右移三位相当于除以8。
x>>1= x/2
x>>2= x/4
x>>3= x/8
x>>4= x/16
3. 总结及问题答案
看微软文档位运算符和移位运算符两点注意
- 位运算和移位运算永远不会导致溢出，并且不会在已检查和未检查的上下文中产生相同的结果。
- 移位运算符仅针对
int、uint、long和ulong类型定义，因此运算的结果始终包含至少 32 位。如果左侧操作数是其他整数类型（sbyte、byte、short、ushort或char），则其值将转换为int类型。
这里给出文章开头问题的答案及答案解析结束本文：
int i = 255; // 00000000 00000000 00000000 11111111
i <<= 24; // 11111111 00000000 00000000 00000000
i >>= 24; // 11111111 11111111 11111111 11111111;
修改i数据类型为uint：
uint i = 255; // 00000000 00000000 00000000 11111111
i <<= 24; // 11111111 00000000 00000000 00000000
i >>= 24; // 00000000 00000000 00000000 11111111;
int和uint位移后结果不同的原因：
- 对于有符号整数的右移操作，会将最高位的符号位也一同右移。这意味着如果原始数值的最高位是1，那么右移后，符号位会被保留，即填充1。这种右移操作被称为算术右移。
- 对于无符号整数的右移操作，不会保留符号位，而是将最高位的0也一同右移。这种右移操作被称为逻辑右移。
本文如果有错误的地方欢迎指正，文中参考资料：
