6.1 位運算符與溢出運算符

很多編程語言都支持位運算符，位運算符的主要功能是對二進制數據進行位運算等操作。而溢出運算符是Swift語言獨有的，由于Swift語言對代碼安全性的注重，正常的運算是不允許出現溢出行為的。開發者使用溢出運算符可以控制是否允許溢出運算。

6.1.1 位運算符的應用

在計算機中，數據都是以二進制的形式存儲的，位運算也是專門針對二進制數據的一種運算方式。在Swift語言中，開發者在創建數值變量時可以通過追加“0b”前綴的方式將數值設置為二進制。使用Xcode開發工具創建一個命名為AdvancedOperators的playground文件，在其中進行代碼演示。創建一個UInt8類型的變量，將十進制數8以二進制的方式賦值，示例如下：

    //十進制數8
    var a:UInt8 = 0b1000

前面介紹過UInt8類型，其為8位的無符號整型，也就是說，任何一個UInt8類型的變量都是采用8個二進制位來存儲數據的。因此讀者可以理解為a變量實際存儲的數據為00001000。位運算的實質就是對數據的每一個二進制位進行邏輯運算。

Swift語言支持C/Objective-C語言中的全部位運算符，其中包括按位取反運算、按位與運算、按位或運算、按位異或運算、按位左移運算以及按位右移運算。

按位取反運算符“~”的作用是將數據的每一位都進行取反操作，即如果當前位為0，則運算后變為1，如果當前位為1，則運算后變為0。對上面創建的變量a進行按位取反運算后，其存儲的數據將變為11110111，即十進制數247，示例如下：

    //運算后 a 的值變為十進制數247
    a = ~a

按位與運算符“&”需要有兩個操作數，其作用是將兩個操作數相同的位進行邏輯與運算。即如果兩個對應位的值都為1，則運算后此位結果為1；如果其中有一個位的值為0，則運算后此位結果為0。示例如下：

    //使用二進制數11110000與a進行按位與運算，運算結果為11110000，即十進制數240
    a = 0b11110000&a

按位或運算符“|”需要有兩個操作數，其作用是將兩個操作數相同的位進行邏輯或運算。即如果兩個對應位的值有一個為1，則運算后此位結果為1；如果兩個對應位的值都為0，則運算后此位結果為0。示例如下：

    //使用二進制數11111111與a進行按位或運算，結果為11111111，即十進制數255
    a = 0b11111111|a

按位異或運算符“^”需要有兩個操作數，其作用是將兩個操作數相同的位進行邏輯異或運算。即如果兩個對應位的值相同，則運算后此位的值為0；如果兩個對應位的值不同，則運算后結果為1。示例如下：

    //使用二進制數11110000與a進行按位異或運算，結果為00001111，即十進制數15
    a = 0b11110000^a

按位左移運算符“<<”用于將數據每一位上的值進行左移操作，示例如下：

    //將a按位左移1位，結果為00011110，即十進制數30
    a = a<<1

與按位左移運算對應，按位右移運算符“>>”用于將數據每一位上的值進行右移操作，示例如下：

    //將a按位右移1位，結果為00001111，即十進制數15
    a = a>>1

6.1.2 溢出運算符

Swift語言十分注重安全性，在編寫代碼時，如果出現了數據溢出，就會直接出現運行時錯誤。而溢出運算符這種設計將代碼的不確定性降低了很多。所謂溢出，是指超出數據所屬類型的最大值或者最小值。以UInt8來說，其最大值為二進制數11111111，即十進制數255。如果將UInt8類型的變量設置為255后再讓其加1，就會出現數據溢出，示例如下：

    var b:UInt8 = 255
    //代碼運行到這里會出現錯誤，運行直接中斷
    b = b+1

如果開發者確實需要溢出操作而不是無意留下的小錯誤，Swift語言中也提供了支持溢出操作的溢出操作符，示例如下：

    var b:UInt8 = 255
    //進行支持溢出的加操作，b的值將變為0
    b = b &+ 1
    //進行支持溢出的減操作，b的值將變為255
    b = b &- 1
    //進行支持溢出的乘操作，b的值將變為254
    b = b &* 2