W operacjach bitowych biorą udział słówka binarne. Operacje wykonywane są na odpowiadających sobie bitach tych słówek. W języku C++ mamy następujące operacje bitowe:

~ negacja

Operator ~ zmienia wszystkie bity argumentu na przeciwne, czyli wykonuje operację negacji bitów:

// negacja bitów
// (C)2020 mgr Jerzy Wałaszek
// I LO w Tarnowie

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

using namespace std;

void itob( unsigned a )
{ 
    for( unsigned m = 8; m > 0; m >>= 1 )
        cout << (( a & m ) ? "1" : "0" );
}

int main( )
{ 
    srand( time( NULL ));

    unsigned x = rand( ) % 16;

    cout << "~";

    itob( x );

    cout << " = ";

    itob( ~x ); // tutaj dokonujemy negacji bitów

    cout << endl;

    return 0;
}

// koniunkcja bitów
// (C)2020 mgr Jerzy Wałaszek
// I LO w Tarnowie

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

using namespace std;

void itob( unsigned a )
{ 
    for( unsigned m = 8; m > 0; m >>= 1 )
        cout << (( a & m ) ? "1" : "0" );
}

int main( )
{ 
    srand( time( NULL ));

    unsigned x = rand ( ) % 16;
    unsigned y = rand ( ) % 16;

    itob( x );

    cout << " & ";

    itob( y );

    cout << " = ";

    itob( x & y ); // tutaj dokonujemy koniunkcji bitów

    cout << endl;

    return 0;
}

// suma modulo 2 bitów
// (C)2020 mgr Jerzy Wałaszek
// I LO w Tarnowie

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

using namespace std;

void itob( unsigned a ) 
{ 
    for( unsigned m = 8; m > 0; m >>= 1 )
        cout << (( a & m ) ? "1" : "0" );
}

int main( ) 
{ 
    srand( time( NULL ));
  
    unsigned x = rand( ) % 16;
    unsigned y = rand( ) % 16;
    
    itob( x );
    
    cout << " ^ ";
    
    itob( y );
    
    cout << " = ";
    
    itob( x ^ y ); // tutaj dokonujemy sumy symetrycznej bitów
    
    cout << endl;
    
    return 0;
}

Tabelki opisanych powyżej operacji bitowych są następujące:

<<, >> przesunięcia bitowe

Operator >> przesuwa bity lewego argumentu o zadaną prawym argumentem ilość pozycji w prawo. Na przykład:

Bity, które wyjdą poza skrajną prawą pozycję są tracone. Przesunięcie bitów w prawo o 1 pozycję jest równoważne dzieleniu przez dwa. Przesunięcie o n pozycji w prawo jest równoważne dzieleniu przez 2 ⁿ. Operacje przesuwu są bardzo szybkie - o wiele szybsze od dzielenia. Jeśli nasz algorytm dużo dzieli przez 2 (lub potęgę 2), to warto się zastanowić, czy zamiast dzielenia, nie lepsza byłaby operacja przesuwu bitów w prawo. Operacja ta jest jednak ograniczona tylko do liczb całkowitych, natomiast operacja dzielenia może operować na dowolnych typach liczbowych.

Operator << przesuwa bity lewego argumentu o zadaną prawym argumentem ilość pozycji w lewo. Na przykład:

Operacja przesuwu bitów w lewo jest równoważna mnożeniu przez 2. Przesunięcie bitów w lewo o n  pozycji odpowiada pomnożeniu przez 2 ⁿ. Przesunięcie bitów jest o wiele szybsze od mnożenia.

Operacje bitowe często służą do modyfikacji zawartości zmiennej. Dlatego język C++ posiada formy skrócone operacji przypisania z modyfikacją :

Poniższy program dokonuje szybkiej konwersji wprowadzonej liczby dziesiętnej na jej zapis w systemie binarnym. Zasada działania opiera się na badaniu stanu kolejnych bitów liczby, która wewnętrznie jest przechowywana w postaci binarnej. Badanie polega na wykonywaniu koniunkcji bitowej z maską, w której jest cyklicznie przesuwany bit z pozycji najstarszej na najmłodszą. Wynik koniunkcji informuje nas o stanie badanego bitu.

// przesuw bitów
// (C)2020 mgr Jerzy Wałaszek
// I LO w Tarnowie

#include <iostream>

using namespace std;

int main( )
{ 
    unsigned a,m;

    cin >> a;

    for( m = 2147483648; m > 0; m >>= 1 )
        cout << (( a & m ) ? "1" : "0" );

    cout << endl;

    return 0;
}