Solidity位操作運算有助于縮減以太坊交易的成本。本文介紹以太坊智能合約開發語言 Solidity中的位操作運算符，以及如何使用這些Solidity位操作符對合約資料執 行位操作運算，例如與、或、非、異或等，同時也介紹如何實作Soldity不支援 的取反、移位等操作。
1、Solidity位操作概述
以太坊是一台世界計算機， 雖然可能是最昂貴的那台。由于存儲是最消耗gas的操作，是以時不時地需要精打細算， 進行一些位操作，就像彙編開發者在晶片固件程式設計時所做的一樣。這可以讓你對資料有 更多的控制并最終縮減交易成本。
以太坊智能合約開發語言Solidity支援基本的位操作運算，雖然目前還不支援左/右 位移。幸運的是有等價的算數運算。
所有的位操作都是逐位執行的，就和你比較兩個不同的數組成員一樣，都會 按順序逐位操作。注意：在位操作中0和1,分别對應false和true。
出于簡化考慮，我将使用bytes1類型(和byte一樣)，不過更長的資料類型也是 同樣的原理。在下面的例子中我們都是用相同的兩個變量a和b：
在Solidity中，我們使用16進制表示的值來初始化這兩個變量：
12bytes1 a = 0xb5; // [10110101]bytes1 b = 0x56; // [01010110]
2、與運算/AND
兩個變量中都是1的位，其與計算/AND結果位才是1，否則都是0：
上圖中黃色部分表示計算結果，可以看到隻有當兩個輸入變量a和b的對應位 都是1時，結果的響應位才是1。
在Solidity中，與操作符是&：
1a & b; // 結果: 0x14 [00010100]
3、或運算/OR
在計算或操作結果的某一位時，隻要任何一個輸入變量的對應位是1， 那麼結果都是1：
在Solidity中，或操作符是|：
1a | b; // 結果: 0xf7 [11110111]
4、異或運算/XOR
在計算異或運算結果的某一位時，隻有當兩個輸入變量的對應位不一緻 時，結果才是1：
在Solidity中，異或操作符時^：
1a ^ b; // 結果: 0xe3 [11100011]
異或運算有趣的一點是，你把結果和任意一個輸入變量再做異或運算， 就可以得到另一個輸入變量：
10xe3 ^ a; // 結果: 0x56 == b [01010110]
5、非運算/NEG
非運算是單目運算，隻需要一個輸入變量，它就是取反，原來是1結果 就是0，原來是0結果就是1：
Solidity本身并不支援非運算，不過幸運的是你可以将變量與全1值 異或，就得到同樣的結果：
1a ^ 0xff; // Result: 0x4a [01001010]
6、移位運算/SHIFT
位移運算指的是向左或向右移動輸入變量的位。
讓我們先用十進制數來舉個例子。例如對于下面的數值：
100001230
向左位移3位就得到：
101230000
換句話說，向左移動3位其實就是将原來的數乘以10的3次方。
同樣，如果我們繼續向右移動4位，結果就和将輸入變量除以10的4次方一樣：
100000123
上面的原理對于二進制移位運算也是适用的，是以當我們向左 移N位時，就等價于乘以2的N次方；向右移M位時，就等價于除以2 的M次方。
由于Solidity目前不支援移位運算，是以我們需要借助于算數運算 來實作同樣的效果。
6.1 左移位
示例代碼如下：
1234var n = 3; var aInt = uint8(a); // Converting bytes1 into 8 bit integervar shifted = aInt * 2 ** n;bytes1(shifted); // Back to bytes. Result: 0xa8 [10101000]
6.2 右移位
示例代碼如下：
1234var n = 2; var aInt = uint8(a); // Converting bytes1 into 8 bit integervar shifted = aInt / 2 ** n;bytes1(shifted); // Back to bytes. Result: 0x2d [00101101]
7、提取前N位
我們可以使用與操作來提取變量的前N位，方法就是建立一個掩碼變量， 其前N位都是1：
示例代碼如下：
1234var n = 5;var nOnes = bytes1(2 ** n - 1); // Creates 5 1svar mask = shiftLeft(nOnes, 8 - n); // Shift left by 3 positionsa & mask; // Result: 0xb0 [10110000]
8、提取後N位
利用對2取模計算就可以提取變量的後N位，例如：
123var n = 5;var lastBits = uint8(a) % 2 ** n;bytes1(lastBits); // Result: 0x15 [00010101]
9、資料壓縮
有了上面的基礎，我們就可以使用更少的存儲空間來減少交易成本。 例如，假設有兩個變量其實都是隻利用了4位，那麼我們可以将其 壓縮到一個變量裡：
示例代碼如下：
123bytes1 c = 0x0d;bytes1 d = 0x07;var result = shiftLeft(c, 4) | d; // 0xd7 [11010111]
完整源代碼
下面是本文内容的完整源代碼：
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061contract BitsAndPieces { function and(bytes1 a, bytes1 b) returns (bytes1) { return a & b; } function or(bytes1 a, bytes1 b) returns (bytes1) { return a | b; } function xor(bytes1 a, bytes1 b) returns (bytes1) { return a ^ b; } function negate(bytes1 a) returns (bytes1) { return a ^ allOnes(); } function shiftLeft(bytes1 a, uint8 n) returns (bytes1) { var shifted = uint8(a) * 2 ** n; return bytes1(shifted); } function shiftRight(bytes1 a, uint8 n) returns (bytes1) { var shifted = uint8(a) / 2 ** n; return bytes1(shifted); } function getFirstN(bytes1 a, uint8 n) returns (bytes1) { var nOnes = bytes1(2 ** n - 1); var mask = shiftLeft(nOnes, 8 - n); // Total 8 bits return a & mask; } function getLastN(bytes1 a, uint8 n) returns (bytes1) { var lastN = uint8(a) % 2 ** n; return bytes1(lastN); } // Sets all bits to 1 function allOnes() returns (bytes1) { return bytes1(-1); // 0 - 1, since data type is unsigned, this results in all 1s. } // Get bit value at position function getBit(bytes1 a, uint8 n) returns (bool) { return a & shiftLeft(0x01, n) != 0; } // Set bit value at position function setBit(bytes1 a, uint8 n) returns (bytes1) { return a | shiftLeft(0x01, n); } // Set the bit into state "false" function clearBit(bytes1 a, uint8 n) returns (bytes1) { bytes1 mask = negate(shiftLeft(0x01, n)); return a & mask; } }
原文：Solidity位操作 - 彙智網