Bit-Operatoren
Bit-Operatoren erlauben es die Prüfung und Manipulation von bestimmten Bits in einem Integer.
| Beispiel | Name | Ergebnis |
|---|---|---|
$a & $b | Und | Bits, die in $a und $b gesetzt sind, werden gesetzt. |
$a | $b | Oder | Bits, die in $a oder $b gesetzt sind, werden gesetzt. |
$a ^ $b | Entweder oder (Xor) | Bits, die entweder in $a oder $b, jedoch nicht in beiden gesetzt sind, werden gesetzt. |
~ $a | Nicht | Bits, die in $a nicht gesetzt sind, werden gesetzt, und umgekehrt. |
$a << $b | Nach links verschieben | Verschiebung der Bits von $a um $b Stellen nach links (jede Stelle entspricht einer Mulitplikation mit zwei). |
$a >> $b | Nach rechts verschieben | Verschiebung der Bits von $a um $b Stellen nach rechts (jede Stelle entspricht einer Division durch zwei). |
Bit-Verschiebungen in PHP sind arithmetisch. Bits, die an einem der Enden herausgeschoben werden, werden verworfen. Bei Links-Verschiebungen werden von rechts Nullen hereingeschoben, während das Vorzeichenbit links herausgeschoben wird, was bedeutet, dass das Vorzeichen des Operanden nicht erhalten bleibt. Bei Rechts-Verschiebungen werden Kopien des Vorzeichenbits von links hereingeschoben, sodass das Vorzeichen des Operanden erhalten bleibt.
Klammern sind zu verwenden, um die gewünschte Rangfolge sicherzustellen. Beispielsweise wird bei $a & $b == true zunächst der Vergleich ausgewertet, und erst dann das Bit-Und, während bei ($a & $b) == true zunächst das Bit-Und, und erst dann der Vergleich ausgewertet wird.
Sind beide Operanden der &, | und ^ Operatoren Zeichenketten, dann wird die Operation auf den ASCII-Werten der Zeichen der Zeichenketten durchgeführt, und das Ergebnis ist wiederum eine Zeichenkette. In allen anderen Fällen werden beide Operanden nach Integer umgewandelt und das Ergebnis ist eine Ganzzahl.
Ist der Operand des ~ Operators eine Zeichenkette, dann wird die Operation auf den ASCII-Werten der Zeichen der Zeichenkette durchgeführt, Und das Ergebnis ist wiederum eine Zeichenkette. Andernfalls werden Operand und Ergebnis als Ganzzahl behandelt.
Beide Operanden und das Ergebnis der << und >> Operatoren werden immer als Ganzzahl behandelt.
Die error_reporting ini-Einstellung von PHP verwendet Bitwerte, was die realitätsnahe Demonstration des Ausschaltens einzelner Bits bietet. Um alle Fehler außer Hinweisen anzuzeigen, muss den Anweisungen der php.ini-Datei entsprechend verwendet werden: E_ALL & ~E_NOTICE Dies funktioniert, indem mit E_ALL begonnen wird: 00000000000000000111011111111111 Dann wird der Wert von E_NOTICE genommen... 00000000000000000000000000001000 ... und dieser per ~ invertiert: 11111111111111111111111111110111 Schließlich wird UND (&) verwendet, um die Bits zu ermitteln, die in beiden Werten gesetzt sind: 00000000000000000111011111110111Eine andere Möglichkeit dies zu bewerkstelligen, ist XOR (^) zu verwenden, um diejenigen Bits zu finden, die nur in einem der beiden Werte gesetzt sind:E_ALL ^ E_NOTICE
error_reporting kann ebenfalls verwendet werden, um zu zeigen, wie Bits gesetzt werden. Auf folgende Weise werden nur Fehler und behebbare Fehler angezeigt: E_ERROR | E_RECOVERABLE_ERROR Dieser Vorgang kombiniert E_ERROR 00000000000000000000000000000001 und 00000000000000000001000000000000 unter Verwendung des ODER (|) Operators um die Bits zu ermitteln, die in einem oder beiden Werten gesetzt sind: 00000000000000000001000000000001Beispiel #1 Bitweise UND, ODER und XODER Operationen mit Ganzzahlen
<?php
$format = '(%1$2d = %1$04b) = (%2$2d = %2$04b)'
. ' %3$s (%4$2d = %4$04b)' . "\n";
echo <<<EOH
--------- --------- -- ---------
Ergebnis Wert 1 Op Wert 2
--------- --------- -- ---------
EOH;
$values = array(0, 1, 2, 4, 8);
$test = 1 + 4;
echo "\n Bitweises UND \n";
foreach ($values as $value) {
$result = $value & $test;
printf($format, $result, $value, '&', $test);
}
echo "\n Bitweises einschließendes ODER \n";
foreach ($values as $value) {
$result = $value | $test;
printf($format, $result, $value, '|', $test);
}
echo "\n Bitweises ausschließendes ODER (XODER) \n";
foreach ($values as $value) {
$result = $value ^ $test;
printf($format, $result, $value, '^', $test);
}
?>Das oben gezeigte Beispiel erzeugt folgende Ausgabe:
--------- --------- -- --------- Ergebnis Wert 1 Op Wert 2 --------- --------- -- --------- Bitweises UND ( 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) Bitweises einschließendes ODER ( 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) Bitweises ausschließendes ODER (XODER) ( 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)
Beispiel #2 Bitweise XODER Operationen mit Zeichenketten
<?php
echo 12 ^ 9; // Gibt '5' aus
echo "12" ^ "9"; // Gibt das Backspace-Zeichen (ASCII 8) aus
Beispiel #3 Bit-Verschiebung mit Ganzzahlen
<?php
echo "\n--- RECHTSVERSCHIEBUNG MIT POSITIVEN GANZZAHLEN ---\n";
$val = 4;
$places = 1;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places, 'Kopie des Vorzeichenbits wird links hereingeschoben');
$val = 4;
$places = 2;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places);
$val = 4;
$places = 3;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places, 'Bits werden rechts herausgeschoben');
$val = 4;
$places = 4;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places, 'dasselbe Ergebnis wie oben; man kann nicht über 0 hinaus verschieben');
echo "\n--- RECHTSVERSCHIEBUNG MIT NEGATIVEN GANZZAHLEN ---\n";
$val = -4;
$places = 1;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places, 'Kopie des Vorzeichenbits wird links hereingeschoben');
$val = -4;
$places = 2;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places, 'Bits werden rechts herausgeschoben');
$val = -4;
$places = 3;
$res = $val >> $places;
p($res, $val, '>>', $places, 'dasselbe Ergebnis wie oben; man kann nicht über -1 hinaus verschieben');
echo "\n--- LINKSSVERSCHIEBUNG MIT POSITIVEN GANZZAHLEN ---\n";
$val = 4;
$places = 1;
$res = $val << $places;
p($res, $val, '<<', $places, 'Nullen werden rechts hereingeschoben');
$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, 'Vorzeichenbits werden herausgeschoben');
$val = 4;
$places = (PHP_INT_SIZE * 8) - 2;
$res = $val << $places;
p($res, $val, '<<', $places, 'Bits werden links herausgeschoben');
echo "\n--- LINKSVERSCHIEBUNG MIT NEGATIVEN GANZZAHLEN ---\n";
$val = -4;
$places = 1;
$res = $val << $places;
p($res, $val, '<<', $places, 'Nullen werden rechts hereingeschoben');
$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, '<<', $places, 'Bits werden links herausgeschoben, einschließlich des Vorzeichenbits');
function p($res, $val, $op, $places, $note = '') {
$format = '%0' . (PHP_INT_SIZE * 8) . "b\n";
printf("Ausdruck: %d = %d %s %d\n", $res, $val, $op, $places);
echo " Dezimal:\n";
printf(" Wert=%d\n", $val);
printf(" Erg.=%d\n", $res);
echo " Binär:\n";
printf(' Wert=' . $format, $val);
printf(' Erg.=' . $format, $res);
if ($note) {
echo " ANMERKUNG: $note\n";
}
echo "\n";
}
?>Das oben gezeigte Beispiel erzeugt auf 32-Bit-Systemen folgende Ausgabe:
--- RECHTSVERSCHIEBUNG MIT POSITIVEN GANZZAHLEN --- Ausdruck: 2 = 4 >> 1 Dezimal: Wert=4 Erg.=2 Binär: Wert=00000000000000000000000000000100 Erg.=00000000000000000000000000000010 ANMERKUNG: Kopie des Vorzeichenbits wird links hereingeschoben Ausdruck: 1 = 4 >> 2 Dezimal: Wert=4 Erg.=1 Binär: Wert=00000000000000000000000000000100 Erg.=00000000000000000000000000000001 Ausdruck: 0 = 4 >> 3 Dezimal: Wert=4 Erg.=0 Binär: Wert=00000000000000000000000000000100 Erg.=00000000000000000000000000000000 ANMERKUNG: Bits werden rechts herausgeschoben Ausdruck: 0 = 4 >> 4 Dezimal: Wert=4 Erg.=0 Binär: Wert=00000000000000000000000000000100 Erg.=00000000000000000000000000000000 ANMERKUNG: dasselbe Ergebnis wie oben; man kann nicht über 0 hinaus verschieben --- RECHTSVERSCHIEBUNG MIT NEGATIVEN GANZZAHLEN --- Ausdruck: -2 = -4 >> 1 Dezimal: Wert=-4 Erg.=-2 Binär: Wert=11111111111111111111111111111100 Erg.=11111111111111111111111111111110 ANMERKUNG: Kopie des Vorzeichenbits wird links hereingeschoben Ausdruck: -1 = -4 >> 2 Dezimal: Wert=-4 Erg.=-1 Binär: Wert=11111111111111111111111111111100 Erg.=11111111111111111111111111111111 ANMERKUNG: Bits werden rechts herausgeschoben Ausdruck: -1 = -4 >> 3 Dezimal: Wert=-4 Erg.=-1 Binär: Wert=11111111111111111111111111111100 Erg.=11111111111111111111111111111111 ANMERKUNG: dasselbe Ergebnis wie oben; man kann nicht über -1 hinaus verschieben --- LINKSSVERSCHIEBUNG MIT POSITIVEN GANZZAHLEN --- Ausdruck: 8 = 4 << 1 Dezimal: Wert=4 Erg.=8 Binär: Wert=00000000000000000000000000000100 Erg.=00000000000000000000000000001000 ANMERKUNG: Nullen werden rechts hereingeschoben Ausdruck: 1073741824 = 4 << 28 Dezimal: Wert=4 Erg.=1073741824 Binär: Wert=00000000000000000000000000000100 Erg.=01000000000000000000000000000000 Ausdruck: -2147483648 = 4 << 29 Dezimal: Wert=4 Erg.=-2147483648 Binär: Wert=00000000000000000000000000000100 Erg.=10000000000000000000000000000000 ANMERKUNG: Vorzeichenbits werden herausgeschoben Ausdruck: 0 = 4 << 30 Dezimal: Wert=4 Erg.=0 Binär: Wert=00000000000000000000000000000100 Erg.=00000000000000000000000000000000 ANMERKUNG: Bits werden links herausgeschoben --- LINKSVERSCHIEBUNG MIT NEGATIVEN GANZZAHLEN --- Ausdruck: -8 = -4 << 1 Dezimal: Wert=-4 Erg.=-8 Binär: Wert=11111111111111111111111111111100 Erg.=11111111111111111111111111111000 ANMERKUNG: Nullen werden rechts hereingeschoben Ausdruck: -2147483648 = -4 << 29 Dezimal: Wert=-4 Erg.=-2147483648 Binär: Wert=11111111111111111111111111111100 Erg.=10000000000000000000000000000000 Ausdruck: 0 = -4 << 30 Dezimal: Wert=-4 Erg.=0 Binär: Wert=11111111111111111111111111111100 Erg.=00000000000000000000000000000000 ANMERKUNG: Bits werden links herausgeschoben, einschließlich des Vorzeichenbits
Das oben gezeigte Beispiel erzeugt auf 64-Bit-Systemen folgende Ausgabe:
--- RECHTSVERSCHIEBUNG MIT POSITIVEN GANZZAHLEN --- Ausdruck: 2 = 4 >> 1 Dezimal: Wert=4 Erg.=2 Binär: Wert=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100 Erg.=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010 ANMERKUNG: Kopie des Vorzeichenbits wird links hereingeschoben Ausdruck: 1 = 4 >> 2 Dezimal: Wert=4 Erg.=1 Binär: Wert=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100 Erg.=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001 Ausdruck: 0 = 4 >> 3 Dezimal: Wert=4 Erg.=0 Binär: Wert=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100 Erg.=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 ANMERKUNG: Bits werden rechts herausgeschoben Ausdruck: 0 = 4 >> 4 Dezimal: Wert=4 Erg.=0 Binär: Wert=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100 Erg.=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 ANMERKUNG: dasselbe Ergebnis wie oben; man kann nicht über 0 hinaus verschieben --- RECHTSVERSCHIEBUNG MIT NEGATIVEN GANZZAHLEN --- Ausdruck: -2 = -4 >> 1 Dezimal: Wert=-4 Erg.=-2 Binär: Wert=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100 Erg.=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111110 ANMERKUNG: Kopie des Vorzeichenbits wird links hereingeschoben Ausdruck: -1 = -4 >> 2 Dezimal: Wert=-4 Erg.=-1 Binär: Wert=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100 Erg.=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 ANMERKUNG: Bits werden rechts herausgeschoben Ausdruck: -1 = -4 >> 3 Dezimal: Wert=-4 Erg.=-1 Binär: Wert=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100 Erg.=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 ANMERKUNG: dasselbe Ergebnis wie oben; man kann nicht über -1 hinaus verschieben --- LINKSSVERSCHIEBUNG MIT POSITIVEN GANZZAHLEN --- Ausdruck: 8 = 4 << 1 Dezimal: Wert=4 Erg.=8 Binär: Wert=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100 Erg.=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001000 ANMERKUNG: Nullen werden rechts hereingeschoben Ausdruck: 4611686018427387904 = 4 << 60 Dezimal: Wert=4 Erg.=4611686018427387904 Binär: Wert=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100 Erg.=0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 Ausdruck: -9223372036854775808 = 4 << 61 Dezimal: Wert=4 Erg.=-9223372036854775808 Binär: Wert=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100 Erg.=1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 ANMERKUNG: Vorzeichenbits werden herausgeschoben Ausdruck: 0 = 4 << 62 Dezimal: Wert=4 Erg.=0 Binär: Wert=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100 Erg.=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 ANMERKUNG: Bits werden links herausgeschoben --- LINKSVERSCHIEBUNG MIT NEGATIVEN GANZZAHLEN --- Ausdruck: -8 = -4 << 1 Dezimal: Wert=-4 Erg.=-8 Binär: Wert=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100 Erg.=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111000 ANMERKUNG: Nullen werden rechts hereingeschoben Ausdruck: -9223372036854775808 = -4 << 61 Dezimal: Wert=-4 Erg.=-9223372036854775808 Binär: Wert=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100 Erg.=1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 Ausdruck: 0 = -4 << 62 Dezimal: Wert=-4 Erg.=0 Binär: Wert=1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100 Erg.=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 ANMERKUNG: Bits werden links herausgeschoben, einschließlich des Vorzeichenbits
Warnung
Für die bitweise Manipulation von Zahlen größer als PHP_INT_MAX sind die Funktion der GMP-Erweiterung zu verwenden.
