位元運算（bitwise operation）

位元運算不是把一個數當成單一數量，而是把它當成一排各自獨立的位元，對每一個位元位置分別套用一條簡單的邏輯規則。想像兩排電燈開關對齊排好；位元運算把開關 1 比開關 1、開關 2 比開關 2、依此類推，各自決定每一個輸出開關。這跟普通算術不同，算術裡某一欄的進位會漣漪到下一欄——在這裡每一欄完全獨立。

有四個日常運算。AND（且）只在兩個輸入都是 1 時給出 1，所以用來「遮罩」——保留某些位元、把其他強制為 0。OR（或）在任一輸入是 1 時給出 1，所以用來把位元設為 1。XOR（互斥或）只在兩個輸入不同時給出 1，這使它非常適合切換位元與找出差異。NOT（非）翻轉每個位元（取補）。例如 a = 0b1100、b = 0b1010 時：a AND b = 0b1000，a OR b = 0b1110，a XOR b = 0b0110。這些直接對應到晶片由之建構的邏輯閘，所以極快。

位元運算是把若干個是非旗標打包進一個整數、再讀取或更改它們的日常工具：用一個遮罩做 AND 來測試旗標、用 OR 來設定它、用 XOR 來翻轉它、用反轉遮罩做 AND 來清除它。要避開一個常見混淆：位元 AND（在 C 系語言寫成 &）和邏輯 AND（寫成 &&）不一樣。位元 AND 逐位元結合兩個數、產生一個數；邏輯 AND 結合兩個真／假條件、產生單一的真或假。把兩者搞混是經典的新手 bug。