MySQL位運(yùn)算符
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位運(yùn)算一般用于操作整數(shù)，對(duì)整數(shù)進(jìn)行位運(yùn)算才有實(shí)際的意義。整數(shù)在內(nèi)存中是以補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)的，正數(shù)的補(bǔ)碼形式和原碼形式相同，而負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼形式和它的原碼形式是不一樣的，這一點(diǎn)大家要特別注意；這意味著，對(duì)負(fù)數(shù)進(jìn)行位運(yùn)算時(shí)，操作的是它的補(bǔ)碼，而不是它的原碼。
對(duì)整數(shù)存儲(chǔ)不了解的讀者請(qǐng)猛擊《整數(shù)在內(nèi)存中是如何存儲(chǔ)的，為什么它堪稱(chēng)天才般的設(shè)計(jì)》。
mysql 中的整數(shù)字面量（常量整數(shù)，也就是直接書(shū)寫(xiě)出來(lái)的整數(shù)）默認(rèn)以 8 個(gè)字節(jié)（Byte）來(lái)表示，也就是 64 位（Bit）。例如，5 的二進(jìn)制形式為：
0000 0000 ... 0000 0101
省略號(hào)部分都是 0，101 前面總共有 61 個(gè) 0。
注意：為了方便大家閱讀，本節(jié)在介紹正數(shù)的補(bǔ)碼時(shí)，省略了前面的 0。
MySQL 支持 6 種位運(yùn)算符，如下表所示。
| 運(yùn)算符 | 說(shuō)明 | 使用形式 | 舉例 |
|---|---|---|---|
| | | 位或 | a | b | 5 | 8 |
| & | 位與 | a & b | 5 & 8 |
| ^ | 位異或 | a ^ b | 5 ^ 8 |
| ~ | 位取反 | ~a | ~5 |
| << | 位左移 | a << b | 5 << 2，表示整數(shù) 5 按位左移 2 位 |
| >> | 位右移 | a >> b | 5 >> 2，表示整數(shù) 5 按位右移 2 位 |
位運(yùn)算中的
&、
|、
~和邏輯運(yùn)算中的
&&、
||、
!非常相似。
位或運(yùn)算符 |
參與
|運(yùn)算的兩個(gè)二進(jìn)制位有一個(gè)為 1 時(shí)，結(jié)果就為 1，兩個(gè)都為 0 時(shí)結(jié)果才為 0。例如
1|1結(jié)果為 1，
0|0結(jié)果為0，
1|0結(jié)果為1，這和邏輯運(yùn)算中的
||非常類(lèi)似。
例 1
使用位或運(yùn)算符進(jìn)行正數(shù)運(yùn)算，SQL 語(yǔ)句如下：
mysql> SELECT 10|15,9|4|2; +-------+-------+ | 10|15 | 9|4|2 | +-------+-------+ | 15 | 15 | +-------+-------+ 1 row in set (0.00 sec)
10 的補(bǔ)碼為 1010，15 的補(bǔ)碼為 1111，按位或運(yùn)算之后，結(jié)果為 1111，即整數(shù) 15；9 的補(bǔ)碼為 1001，4 的補(bǔ)碼為 0100，2 的補(bǔ)碼為 0010，按位或運(yùn)算之后，結(jié)果為 111，即整數(shù) 15。
例 2
使用位或運(yùn)算符進(jìn)行負(fù)數(shù)運(yùn)算，SQL 語(yǔ)句如下：
mysql> SELECT -7|-1; +----------------------+ | -7|-1 | +----------------------+ | 18446744073709551615 | +----------------------+ 1 row in set (0.00 sec)
-7 的補(bǔ)碼為 60 個(gè)‘1’加 1001，-1 的補(bǔ)碼為 64 個(gè)‘1’，按位或運(yùn)算之后，結(jié)果為 64 個(gè)‘1’，即整數(shù) 18446744073709551615。
可以發(fā)現(xiàn)，
任何數(shù)和 -1 進(jìn)行位或運(yùn)算時(shí)，最終結(jié)果都是 -1 的十進(jìn)制數(shù)。
位與運(yùn)算符 &
參與
&運(yùn)算的兩個(gè)二進(jìn)制位都為 1 時(shí)，結(jié)果就為 1，否則為 0。例如
1|1結(jié)果為 1，
0|0結(jié)果為 0，
1|0結(jié)果為 0，這和邏輯運(yùn)算中的
&&非常類(lèi)似。
例 3
使用位與運(yùn)算符進(jìn)行正數(shù)運(yùn)算，SQL 語(yǔ)句如下：
mysql> SELECT 10 & 15,9 & 4 & 2; +---------+-----------+ | 10 & 15 | 9 & 4 & 2 | +---------+-----------+ | 10 | 0 | +---------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec)
10 的補(bǔ)碼為 1010，15 的補(bǔ)碼為 1111，按位與運(yùn)算之后，結(jié)果為 1010，即整數(shù) 10；9 的補(bǔ)碼為 1001，4 的補(bǔ)碼為 0100，2 的補(bǔ)碼為 0010，按位與運(yùn)算之后，結(jié)果為 0000，即整數(shù) 0。
例 4
使用位與運(yùn)算符進(jìn)行負(fù)數(shù)運(yùn)算，SQL 語(yǔ)句如下：
mysql> SELECT -7&-1; +----------------------+ | -7&-1 | +----------------------+ | 18446744073709551609 | +----------------------+ 1 row in set (0.01 sec)
-7 的補(bǔ)碼為 60 個(gè)‘1’加 1001，-1 的補(bǔ)碼為 64 個(gè)‘1’，按位與運(yùn)算之后，結(jié)果為 60 個(gè)‘1’加 1001，即整數(shù) 18446744073709551609。
可以發(fā)現(xiàn)，
任何數(shù)和 -1 進(jìn)行位與運(yùn)算時(shí)，最終結(jié)果都為任何數(shù)本身的十進(jìn)制數(shù)。
位異或運(yùn)算符 ^
參與
^運(yùn)算的兩個(gè)二進(jìn)制位不同時(shí)，結(jié)果為 1，相同時(shí)，結(jié)果為 0。例如
1|1結(jié)果為 0，
0|0結(jié)果為 0，
1|0結(jié)果為1。
例 5
使用位異或運(yùn)算符進(jìn)行正數(shù)運(yùn)算，SQL 語(yǔ)句如下：
mysql> SELECT 10^15,1^0,1^1; +-------+-----+-----+ | 10^15 | 1^0 | 1^1 | +-------+-----+-----+ | 5 | 1 | 0 | +-------+-----+-----+ 1 row in set (0.00 sec)
10 的補(bǔ)碼為 1010，15 的補(bǔ)碼為 111，按位異或運(yùn)算之后，結(jié)果為 0101，即整數(shù) 5；1 的補(bǔ)碼為 0001，0 的補(bǔ)碼為 0000，按位異或運(yùn)算之后，結(jié)果為 0001；1 和 1 本身二進(jìn)制位完全相同，因此結(jié)果為 0。
例 6
使用位異或運(yùn)算符進(jìn)行負(fù)數(shù)運(yùn)算，SQL 語(yǔ)句如下：
mysql> SELECT -7^-1; +-------+ | -7^-1 | +-------+ | 6 | +-------+ 1 row in set (0.00 sec)
-7 的補(bǔ)碼為 60 個(gè)‘1’加 1001，-1 的補(bǔ)碼為 64 個(gè)‘1’，按位異或運(yùn)算之后，結(jié)果為 110，即整數(shù) 6。
位左移運(yùn)算符 <<
位左移是按指定值的補(bǔ)碼形式進(jìn)行左移，左移指定位數(shù)之后，左邊高位的數(shù)值被移出并丟棄，右邊低位空出的位置用 0 補(bǔ)齊。
位左移的語(yǔ)法格式為：
expr << n
其中，n 指定值 expr 要移位的位數(shù)，n 必須為非負(fù)數(shù)。
例 7
使用位左移運(yùn)算符進(jìn)行正數(shù)計(jì)算，SQL 語(yǔ)句如下：
mysql> SELECT 1<<2,4<<2; +------+------+ | 1<<2 | 4<<2 | +------+------+ | 4 | 16 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec)
1 的補(bǔ)碼為 0000 0001，左移兩位之后變成 0000 0100，即整數(shù) 4；4 的補(bǔ)碼為 0000 0100，左移兩位之后變成 0001 0000，即整數(shù) 16。
例 8
使用位左移運(yùn)算符進(jìn)行負(fù)數(shù)計(jì)算，SQL 語(yǔ)句如下：
mysql> SELECT -7<<2; +----------------------+ | -7<<2 | +----------------------+ | 18446744073709551588 | +----------------------+ 1 row in set (0.00 sec)
-7 的補(bǔ)碼為 60 個(gè)‘1’加 1001，左移兩位之后變成 56 個(gè)‘1’加 1110 0100，即整數(shù) 18446744073709551588。
位右移運(yùn)算符 >>
位右移是按指定值的補(bǔ)碼形式進(jìn)行右移，右移指定位數(shù)之后，右邊低位的數(shù)值被移出并丟棄，左邊高位空出的位置用 0 補(bǔ)齊。
位右移語(yǔ)法格式為：
expr >> n
其中，n 指定值 expr 要移位的位數(shù)，n 必須為非負(fù)數(shù)。
例 9
使用位右移運(yùn)算符進(jìn)行正數(shù)運(yùn)算，SQL 語(yǔ)句如下：
mysql> SELECT 1>>1,16>>2; +------+-------+ | 1>>1 | 16>>2 | +------+-------+ | 0 | 4 | +------+-------+ 1 row in set (0.00 sec)
1 的補(bǔ)碼為 0000 0001，右移 1 位之后變成 0000 0000，即整數(shù) 0；16 的補(bǔ)碼為 0001 0000，右移兩位之后變成 0000 0100，即整數(shù) 4。
例 10
使用位右移運(yùn)算符進(jìn)行負(fù)數(shù)運(yùn)算，SQL 語(yǔ)句如下：
mysql> SELECT -7>>2; +---------------------+ | -7>>2 | +---------------------+ | 4611686018427387902 | +---------------------+ 1 row in set (0.00 sec)
-7 的補(bǔ)碼為 60 個(gè)‘1’加 1001，右移兩位之后變成 0011 加 56 個(gè)‘1’加 1110，即整數(shù) 4611686018427387902。
位取反運(yùn)算符 ~
位取反是將參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)按對(duì)應(yīng)的補(bǔ)碼進(jìn)行反轉(zhuǎn)，也就是做 NOT 操作，即 1 取反后變 0，0 取反后變?yōu)?1。
例 11
下面看一個(gè)經(jīng)典的取反例子，對(duì) 1 進(jìn)行位取反運(yùn)算，具體如下所示：
mysql> SELECT ~1,~18446744073709551614; +----------------------+-----------------------+ | ~1 | ~18446744073709551614 | +----------------------+-----------------------+ | 18446744073709551614 | 1 | +----------------------+-----------------------+ 1 row in set (0.00 sec)
常量 1 的補(bǔ)碼為 63 個(gè)‘0‘加 1 個(gè)’1‘，位取反后就是 63 個(gè)’1‘加一個(gè)’0‘，轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制后就是 18446744073709551614。
可以使用 BIN() 函數(shù)查看 1 取反之后的結(jié)果，BIN() 函數(shù)的作用是將一個(gè)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，SQL 語(yǔ)句如下:
mysql> SELECT BIN(~1); +------------------------------------------------------------------+ | BIN(~1) | +------------------------------------------------------------------+ | 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111110 | +------------------------------------------------------------------+ 1 row in set (0.01 sec)
1 的補(bǔ)碼表示為最右邊位為 1，其他位均為 0，取反操作之后，除了最低位，其他位均變?yōu)?1。
例 12
使用位取反運(yùn)算符進(jìn)行運(yùn)算，SQL 語(yǔ)句如下：
mysql> SELECT 5 & ~1; +--------+ | 5 & ~1 | +--------+ | 4 | +--------+ 1 row in set (0.00 sec)
邏輯運(yùn)算
5&~1 中，由于位取反運(yùn)算符‘~’的級(jí)別高于位與運(yùn)算符‘&’，因此先對(duì) 1 進(jìn)行取反操作，結(jié)果為 63 個(gè)‘1’加一個(gè)‘0’，然后再與整數(shù) 5 進(jìn)行與運(yùn)算，結(jié)果為 0100，即整數(shù) 4。
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