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C# 中使用位运算(与、或、非 & | ^)进行数据校验

时间:2020-06-24 09:20:13      阅读:93      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:eva   移动   lis   generate   err   long   byte   ddb   表示   

前言:

  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

知识了解:

  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2.9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
~
位逻辑运算
整型,字符型
整型
1
~a
&
位逻辑运算
2
a & b
|
位逻辑运算
2
a | b
^
位逻辑异或运算
2
a ^ b
<< 
左移运算
2
a<<4
>> 
右移运算
2
a>>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。
 
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。
比如:10010001(二进制)&11110000等于10010000(二进制)。
 
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,
0或0等于0。比如10010001(二进制)| 11110000(二进制)等于11110001(二进制)。
 
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。
比如:10010001(二进制)^11110000(二进制)等于01100001(二进制)。
 
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)。

 

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

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)。
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

使用:

位运算帮助类

using System;
using System.Linq;

namespace BitwiseDemo.Utilities
{
    /// <summary>
    /// 位运算校验帮助类
    /// </summary>
    public class BitwiseOperationHelper
    {
        /// <summary>
        /// 验证整数是否为2的幂级
        /// </summary>
        /// <remarks></remarks>
        /// <param name="n"></param>
        /// <returns></returns>
        public static bool ValidateValuePower(long n)
        {
            return (n & (n - 1)) == 0;
        }

        /// <summary>
        /// 获取2的n次方值
        /// </summary>
        /// <param name="n">n次方值</param>
        /// <returns></returns>
        public static long GetValuePower(int n)
        {
            return (long)System.Math.Pow(2, n);
        }
        /// <summary>
        /// 获取二进制数
        /// </summary>
        /// <param name="n"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string GetBinaryValue(long n)
        {
            return Convert.ToString(n, 2);
        }

        /// <summary>
        /// 生成位运算数值
        /// </summary>
        /// <param name="list">权限值</param>
        /// <remarks>每个值执行或操作(value = value | n)</remarks>
        /// <returns></returns>
        public static long GenerateBitwise(params long[] list)
        {
            if (list == null)
                throw new Exception("值数组不允许为空");
            long value = 0;
            list.ToList().ForEach(n =>
            {
                if (!ValidateValuePower(n))
                    throw new Exception($"值 {n} 为无效的值,不是2的幂级");
                if (n < 0 || n > 4611686018427387904)
                    throw new Exception($"鉴权值 {n} 应大于 0 小于 4611686018427387904");
                value |= n;
            });
            return value;
        }
        /// <summary>
        /// 添加位值
        /// </summary>
        /// <param name="oldValue">原位数值</param>
        /// <param name="value">新加入的位值</param>
        /// <remarks>value = oldValue | newValue</remarks>
        /// <returns></returns>
        public static long AddBitwise(long oldValue, long value)
        {
            if (!ValidateValuePower(value))
                throw new Exception($"值 {value} 为无效的值,不是2的幂级");

            if (value < 0 || value > 4611686018427387904)
                throw new Exception($"值 {value} 应大于 0 小于 4611686018427387904");
            long returnValue = oldValue | value;
            return returnValue;
        }
        /// <summary>
        /// 移除位值
        /// </summary>
        /// <param name="oldValue">鉴权码</param>
        /// <param name="value">权限值(2的幂级)</param>
        /// <remarks>code = authCode & (~auth)</remarks>
        /// <returns></returns>
        public static long RemoveBitwise(long oldValue, long value)
        {
            if (!ValidateValuePower(value))
                throw new Exception($"值 {value} 无效");

            if (value < 0 || value > 4611686018427387904)
                throw new Exception($"值 {value} 应在 0 与 4611686018427387904 之间");

            long returnValue = oldValue & (~value);
            return returnValue;
        }

        /// <summary>
        /// 验证位值是否存在
        /// </summary>
        /// <param name="oldValue">原位值</param>
        /// <param name="value">值(2的幂级)</param>
        /// <remarks>value == (oldValue & value)</remarks>
        /// <returns></returns>
        public static bool ValidateBitwise(long oldValue, long value)
        {
            if (!ValidateValuePower(value))
                throw new Exception($"值 {value} 为无效的值");

            if (oldValue <= 0 || value <= 0)
                return false;

            return value == (oldValue & value);
        }
    }
}

 

示例:

        public void ValidateBitwise()
        {
            #region 测试位运算
            var validate = BitwiseOperationHelper.ValidateValuePower(3);
            Console.WriteLine($"validate:{validate}");

            //获取枚举值的幂次方
            var valuePower = BitwiseOperationHelper.GetValuePower((int)UserRight.Add);
            Console.WriteLine($"valuePower:{valuePower}");

            //获取枚举的二进制数
            var binary = BitwiseOperationHelper.GetBinaryValue(2);
            Console.WriteLine($"binary:{binary}");

            var binaryValue = BitwiseOperationHelper.GenerateBitwise(new long[] { (int)UserRight.Add, (int)UserRight.Update, (int)UserRight.View });
            var f = BitwiseOperationHelper.ValidateBitwise(binaryValue, (int)UserRight.Delete);
            var t = BitwiseOperationHelper.ValidateBitwise(binaryValue, (int)UserRight.Update);
            Console.WriteLine($"f:{f},t:{t}");
            #endregion
        }

使用到的枚举

public enum UserRight
    {
        Add = 1 << 0,
        Update = 1 << 1,
        View = 1 << 2,
        Delete = 1 << 3
    }

  

结语:

  善于总结,才能进步更快

C# 中使用位运算(与、或、非 & | ^)进行数据校验

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原文地址:https://www.cnblogs.com/yuyoho/p/13185690.html

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