位运算符

位运算符允许对整型数中指定的位进行求值和操作。

位运算符
例子名称结果
$a & $bAnd(按位与)将把$a$b中都为 1 的位设为 1。
$a | $bOr(按位或)将把$a$b中任何一个为 1 的位设为 1。
$a ^ $bXor(按位异或)将把$a$b中一个为 1 另一个为 0 的位设为 1。
~ $aNot(按位取反)$a中为 0 的位设为 1,反之亦然。
$a << $bShift left(左移)$a中的位向左移动$b次(每一次移动都表示"乘以 2")。
$a >> $bShift right(右移)$a中的位向右移动$b次(每一次移动都表示"除以 2")。

位移在 PHP 中是数学运算。向任何方向移出去的位都被丢弃。左移时右侧以零填充,符号位被移走意味着正负号不被保留。右移时左侧以符号位填充,意味着正负号被保留。

要用括号确保想要的优先级。例如$a & $b == true先进行比较再进行按位与;而($a & $b)== true则先进行按位与再进行比较。

If both operands for the&,|and^operators are strings, then the operation will be performed on the ASCII values of the characters that make up the strings and the result will be a string. In all other cases, both operands will beconverted to integersand the result will be an integer.

If the operand for the~operator is a string, the operation will be performed on the ASCII values of the characters that make up the string and the result will be a string, otherwise the operand and the result will be treated as integers.

Both operands and the result for the<<and>>operators are always treated as integers.

PHP 的 ini 设定 error_reporting 使用了按位的值, 提供了关闭某个位的真实例子。要显示除了提示级别 之外的所有错误,php.ini 中是这样用的:E_ALL & ~E_NOTICE

具体运作方式是先取得 E_ALL 的值: 00000000000000000111011111111111 再取得 E_NOTICE 的值: 00000000000000000000000000001000 然后通过~将其取反: 11111111111111111111111111110111 最后再用按位与 AND(&)得到两个值中都设定了(为 1)的位: 00000000000000000111011111110111

另外一个方法是用按位异或 XOR(^)来取得只在 其中一个值中设定了的位:E_ALL ^ E_NOTICE

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error_reporting 也可用来演示怎样置位。只显示错误和可恢复 错误的方法是:E_ERROR | E_RECOVERABLE_ERROR

也就是将 E_ERROR 00000000000000000000000000000001 和 E_RECOVERABLE_ERROR 00000000000000000001000000000000 用按位或 OR(|)运算符来取得在任何一个值中被置位的结果: 00000000000000000001000000000001

Example #1 整数的 AND,OR 和 XOR 位运算符

<?php


$format = '(%1$2d = %1$04b) = (%2$2d = %2$04b)'
        . ' %3$s (%4$2d = %4$04b)' . "\n";

echo <<<EOH
 ---------     ---------  -- ---------
 result        value      op test
 ---------     ---------  -- ---------
EOH;




$values = array(0, 1, 2, 4, 8);
$test = 1 + 4;

echo "\n Bitwise AND \n";
foreach ($values as $value) {
    $result = $value & $test;
    printf($format, $result, $value, '&', $test);
}

echo "\n Bitwise Inclusive OR \n";
foreach ($values as $value) {
    $result = $value | $test;
    printf($format, $result, $value, '|', $test);
}

echo "\n Bitwise Exclusive OR (XOR) \n";
foreach ($values as $value) {
    $result = $value ^ $test;
    printf($format, $result, $value, '^', $test);
}
?>

以上例程会输出:

---------     ---------  -- ---------
 result        value      op test
 ---------     ---------  -- ---------
 Bitwise AND
( 0 = 0000) = ( 0 = 0000) & ( 5 = 0101)
( 1 = 0001) = ( 1 = 0001) & ( 5 = 0101)
( 0 = 0000) = ( 2 = 0010) & ( 5 = 0101)
( 4 = 0100) = ( 4 = 0100) & ( 5 = 0101)
( 0 = 0000) = ( 8 = 1000) & ( 5 = 0101)

 Bitwise Inclusive OR
( 5 = 0101) = ( 0 = 0000) | ( 5 = 0101)
( 5 = 0101) = ( 1 = 0001) | ( 5 = 0101)
( 7 = 0111) = ( 2 = 0010) | ( 5 = 0101)
( 5 = 0101) = ( 4 = 0100) | ( 5 = 0101)
(13 = 1101) = ( 8 = 1000) | ( 5 = 0101)

 Bitwise Exclusive OR (XOR)
( 5 = 0101) = ( 0 = 0000) ^ ( 5 = 0101)
( 4 = 0100) = ( 1 = 0001) ^ ( 5 = 0101)
( 7 = 0111) = ( 2 = 0010) ^ ( 5 = 0101)
( 1 = 0001) = ( 4 = 0100) ^ ( 5 = 0101)
(13 = 1101) = ( 8 = 1000) ^ ( 5 = 0101)

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Example #2 字符串的 XOR 运算符

<?php
echo 12 ^ 9; // Outputs '5'

echo "12" ^ "9"; // Outputs the Backspace character (ascii 8)
                 // ('1' (ascii 49)) ^ ('9' (ascii 57)) = #8

echo "hallo" ^ "hello"; // Outputs the ascii values #0 #4 #0 #0 #0
                        // 'a' ^ 'e' = #4

echo 2 ^ "3"; // Outputs 1
              // 2 ^ ((int)"3") == 1

echo "2" ^ 3; // Outputs 1
              // ((int)"2") ^ 3 == 1
?>

Example #3 整数的位移

<?php


echo "\n--- BIT SHIFT RIGHT ON POSITIVE INTEGERS ---\n";

$val = 4;
$places = 1;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places, 'copy of sign bit shifted into left side');

$val = 4;
$places = 2;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places);

$val = 4;
$places = 3;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places, 'bits shift out right side');

$val = 4;
$places = 4;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places, 'same result as above; can not shift beyond 0');


echo "\n--- BIT SHIFT RIGHT ON NEGATIVE INTEGERS ---\n";

$val = -4;
$places = 1;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places, 'copy of sign bit shifted into left side');

$val = -4;
$places = 2;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places, 'bits shift out right side');

$val = -4;
$places = 3;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places, 'same result as above; can not shift beyond -1');


echo "\n--- BIT SHIFT LEFT ON POSITIVE INTEGERS ---\n";

$val = 4;
$places = 1;
$res = $val << $places;
p($res, $val, '<<', $places, 'zeros fill in right side');

$val = 4;
$places = (PHP_INT_SIZE * 8) - 4;
$res = $val << $places;
p($res, $val, '<<', $places);

$val = 4;
$places = (PHP_INT_SIZE * 8) - 3;
$res = $val << $places;
p($res, $val, '<<', $places, 'sign bits get shifted out');

$val = 4;
$places = (PHP_INT_SIZE * 8) - 2;
$res = $val << $places;
p($res, $val, '<<', $places, 'bits shift out left side');


echo "\n--- BIT SHIFT LEFT ON NEGATIVE INTEGERS ---\n";

$val = -4;
$places = 1;
$res = $val << $places;
p($res, $val, '<<', $places, 'zeros fill in right side');

$val = -4;
$places = (PHP_INT_SIZE * 8) - 3;
$res = $val << $places;
p($res, $val, '<<', $places);

$val = -4;
$places = (PHP_INT_SIZE * 8) - 2;
$res = $val << $places;
p($res, $val, '<<', $places, 'bits shift out left side, including sign bit');




function p($res, $val, $op, $places, $note = '') {
    $format = '%0' . (PHP_INT_SIZE * 8) . "b\n";

    printf("Expression: %d = %d %s %d\n", $res, $val, $op, $places);

    echo " Decimal:\n";
    printf("  val=%d\n", $val);
    printf("  res=%d\n", $res);

    echo " Binary:\n";
    printf('  val=' . $format, $val);
    printf('  res=' . $format, $res);

    if ($note) {
        echo " NOTE: $note\n";
    }

    echo "\n";
}
?>

以上例程在 32 位机器上的输出:

--- BIT SHIFT RIGHT ON POSITIVE INTEGERS ---
Expression: 2 = 4 >> 1
 Decimal:
  val=4
  res=2
 Binary:
  val=00000000000000000000000000000100
  res=00000000000000000000000000000010
 NOTE: copy of sign bit shifted into left side

Expression: 1 = 4 >> 2
 Decimal:
  val=4
  res=1
 Binary:
  val=00000000000000000000000000000100
  res=00000000000000000000000000000001

Expression: 0 = 4 >> 3
 Decimal:
  val=4
  res=0
 Binary:
  val=00000000000000000000000000000100
  res=00000000000000000000000000000000
 NOTE: bits shift out right side

Expression: 0 = 4 >> 4
 Decimal:
  val=4
  res=0
 Binary:
  val=00000000000000000000000000000100
  res=00000000000000000000000000000000
 NOTE: same result as above; can not shift beyond 0


--- BIT SHIFT RIGHT ON NEGATIVE INTEGERS ---
Expression: -2 = -4 >> 1
 Decimal:
  val=-4
  res=-2
 Binary:
  val=11111111111111111111111111111100
  res=11111111111111111111111111111110
 NOTE: copy of sign bit shifted into left side

Expression: -1 = -4 >> 2
 Decimal:
  val=-4
  res=-1
 Binary:
  val=11111111111111111111111111111100
  res=11111111111111111111111111111111
 NOTE: bits shift out right side

Expression: -1 = -4 >> 3
 Decimal:
  val=-4
  res=-1
 Binary:
  val=11111111111111111111111111111100
  res=11111111111111111111111111111111
 NOTE: same result as above; can not shift beyond -1


--- BIT SHIFT LEFT ON POSITIVE INTEGERS ---
Expression: 8 = 4 << 1
 Decimal:
  val=4
  res=8
 Binary:
  val=00000000000000000000000000000100
  res=00000000000000000000000000001000
 NOTE: zeros fill in right side

Expression: 1073741824 = 4 << 28
 Decimal:
  val=4
  res=1073741824
 Binary:
  val=00000000000000000000000000000100
  res=01000000000000000000000000000000

Expression: -2147483648 = 4 << 29
 Decimal:
  val=4
  res=-2147483648
 Binary:
  val=00000000000000000000000000000100
  res=10000000000000000000000000000000
 NOTE: sign bits get shifted out

Expression: 0 = 4 << 30
 Decimal:
  val=4
  res=0
 Binary:
  val=00000000000000000000000000000100
  res=00000000000000000000000000000000
 NOTE: bits shift out left side


--- BIT SHIFT LEFT ON NEGATIVE INTEGERS ---
Expression: -8 = -4 << 1
 Decimal:
  val=-4
  res=-8
 Binary:
  val=11111111111111111111111111111100
  res=11111111111111111111111111111000
 NOTE: zeros fill in right side

Expression: -2147483648 = -4 << 29
 Decimal:
  val=-4
  res=-2147483648
 Binary:
  val=11111111111111111111111111111100
  res=10000000000000000000000000000000

Expression: 0 = -4 << 30
 Decimal:
  val=-4
  res=0
 Binary:
  val=11111111111111111111111111111100
  res=00000000000000000000000000000000
 NOTE: bits shift out left side, including sign bit

以上例程在 64 位机器上的输出:

--- BIT SHIFT RIGHT ON POSITIVE INTEGERS ---
Expression: 2 = 4 >> 1
 Decimal:
  val=4
  res=2
 Binary:
  val=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100
  res=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010
 NOTE: copy of sign bit shifted into left side

Expression: 1 = 4 >> 2
 Decimal:
  val=4
  res=1
 Binary:
  val=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100
  res=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

Expression: 0 = 4 >> 3
 Decimal:
  val=4
  res=0
 Binary:
  val=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100
  res=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
 NOTE: bits shift out right side

Expression: 0 = 4 >> 4
 Decimal:
  val=4
  res=0
 Binary:
  val=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100
  res=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
 NOTE: same result as above; can not shift beyond 0


--- BIT SHIFT RIGHT ON NEGATIVE INTEGERS ---
Expression: -2 = -4 >> 1
 Decimal:
  val=-4
  res=-2
 Binary:
  val=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100
  res=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111110
 NOTE: copy of sign bit shifted into left side

Expression: -1 = -4 >> 2
 Decimal:
  val=-4
  res=-1
 Binary:
  val=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100
  res=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
 NOTE: bits shift out right side

Expression: -1 = -4 >> 3
 Decimal:
  val=-4
  res=-1
 Binary:
  val=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100
  res=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
 NOTE: same result as above; can not shift beyond -1


--- BIT SHIFT LEFT ON POSITIVE INTEGERS ---
Expression: 8 = 4 << 1
 Decimal:
  val=4
  res=8
 Binary:
  val=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100
  res=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001000
 NOTE: zeros fill in right side

Expression: 4611686018427387904 = 4 << 60
 Decimal:
  val=4
  res=4611686018427387904
 Binary:
  val=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100
  res=0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

Expression: -9223372036854775808 = 4 << 61
 Decimal:
  val=4
  res=-9223372036854775808
 Binary:
  val=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100
  res=1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
 NOTE: sign bits get shifted out

Expression: 0 = 4 << 62
 Decimal:
  val=4
  res=0
 Binary:
  val=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100
  res=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
 NOTE: bits shift out left side


--- BIT SHIFT LEFT ON NEGATIVE INTEGERS ---
Expression: -8 = -4 << 1
 Decimal:
  val=-4
  res=-8
 Binary:
  val=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100
  res=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111000
 NOTE: zeros fill in right side

Expression: -9223372036854775808 = -4 << 61
 Decimal:
  val=-4
  res=-9223372036854775808
 Binary:
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 NOTE: bits shift out left side, including sign bit

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Shifting integers by values greater than or equal to the system long integer width results in undefined behavior. In other words, don't shift more than 31 bits on a 32-bit system, and don't shift more than 63 bits on a 64-bit system. 使用gmp扩展对超出PHP_INT_MAX的数值来进行位操作。

参见pack(),unpack(),gmp_and(),gmp_or(),gmp_xor(),gmp_testbit(),gmp_clrbit()