Герберт Шилдт - C# 4.0 - полное руководство

Поразрядный оператор исключающее ИЛИ устанавливает двоичный разряд операнда в том и только в том случае, если двоичные разряды сравниваемых операндов оказываются разными, как в приведенном ниже примере.

0111 1111

1011 1001

^_________

1100 0110

У поразрядного оператора исключающее ИЛИ имеется одно интересное свойство, которое оказывается полезным в самых разных ситуациях. Так, если выполнить сначала поразрядную операцию исключающее ИЛИ одного значения X с другим значением Y, а затем такую же операцию над результатом предыдущей операции и значением Y, то вновь получится первоначальное значение X. Это означает, что в приведенном ниже фрагменте кода

R1 = X ^ Y;

R2 = R1 ^ Y;

значение переменной R2 оказывается в итоге таким же, как и значение переменной X. Следовательно, в результате двух последовательно выполняемых поразрядных операций исключающее ИЛИ, в которых используется одно и то же значение, получается первоначальное значение. Этим свойством данной операции можно воспользоваться для написания простой программы шифрования, в которой некоторое целое значение служит в качестве ключа для кодирования и декодирования сообщения с помощью операции исключающее ИЛИ над символами этого сообщения. В первый раз операция исключающее ИЛИ выполняется для кодирования открытого текста в зашифрованный, а второй раз — для декодирования зашифрованного текста в открытый. Разумеется, такое шифрование не представляет никакой практической ценности, поскольку оно может быть легко разгадано. Тем не менее оно служит интересным примером для демонстрации результатов применения поразрядных операторов исключающее ИЛИ, как в приведенной ниже программе.

// Продемонстрировать применение поразрядного оператора исключающее ИЛИ.

using System;

class Encode {

static void Main() {

char ch1 = 'H';

char ch2 = 'i' ;

char ch3 = '!';

int key = 88;

Console.WriteLine("Исходное сообщение: " + ch1 + ch2 + ch3) ;

// Зашифровать сообщение,

ch1 = (char) (ch1 ^ key);

ch2 = (char) (ch2 ^ key);

ch3 = (char) (ch3 ^ key);

Console.WriteLine("Зашифрованное сообщение: " + ch1 + ch2 + ch3);

// Расшифровать сообщение.

ch1 = (char) (ch1 ^ key);

ch2 = (char) (ch2 ^ key);

ch3 = (char) (ch3 ^ key);

Console.WriteLine("Расшифрованное сообщение: " + ch1 + ch2 + ch3);

}

}

Ниже приведен результат выполнения этой программы.

Исходное сообщение: Hi!

Зашифрованное сообщение: Qly

Расшифрованное сообщение: Hi!

Как видите, в результате выполнения двух последовательностей поразрядных операций исключающее ИЛИ получается расшифрованное сообщение. (Еще раз напомним, что такое шифрование не имеет никакой практической ценности, поскольку оно, в сущности, ненадежно.)

Поразрядный унарный оператор НЕ (или оператор дополнения до 1) изменяет на обратное состояние всех двоичных разрядов операнда. Так, если некоторое целое значение А имеет комбинацию двоичных разрядов 1001 0110, то в результате поразрядной операции ~А получается значение с комбинацией двоичных разрядов 0110 1001.

В следующем примере программы демонстрируется применение поразрядного оператора НЕ с выводом некоторого числа и его дополнения до 1 в двоичном коде.

// Продемонстрировать применение поразрядного унарного оператора НЕ.

using System;

class NotDemo {

static void Main() {

sbyte b = -34;

for(int t=128; t > 0; t = t/2) {

if((b & t) != 0) Console.Write("1 ");

if((b & t) == 0) Console.Write("0 ");

}

Console.WriteLine();

// обратить все биты b = (sbyte) ~b;

b = (sbyte) ~b;

for(int t=128; t > 0; t = t/2) {

if((b & t) != 0) Console.Write("1 ");

if((b & t) == 0) Console.Write("0 ");

}

}

}

Результат выполнения этой программы приведен ниже.

1 1 0 1 1 1 1 0

0 0 1 0 0 0 0 1

В C# имеется возможность сдвигать двоичные разряды, составляющие целое значение, влево или вправо на заданную величину. Для этой цели в C# определены два приведенных ниже оператора сдвига двоичных разрядов.