# 簡易介紹C/C++中&, &&, |, ||的差別
* 在初學時，我們很常使用上述的符號來做IF的邏輯運算，例如以下範例:

int main()
{
    bool IsKoreaFishLazy = true;
    bool IsKaohsiungRich = false;
    if(IsKaohsiungRich && IsKoreaFishLazy)
       cout<<"a";
    if(IsKaohsiungRich &  IsKoreaFishLazy)
       cout<<"b";
    if(IsKaohsiungRich || IsKoreaFishLazy)
       cout<<"c";
    if(IsKaohsiungRich |  IsKoreaFishLazy)
       cout<<"d";
}

Output:
cd

* 從簡單的true/false判斷來看，乍看下好像是等價，但是實際上兩者是有相當大的差別的。
## (&,|) 算術運算子
* &與|是"算術運算子"，意思就是這兩個符號是用在對於bit的運算，&對應至"AND"，而|則是對應至"or"，例如說以下面的bit運算為例:
* (*註: bitset函式的作用是把數值以2進位顯示)

int main()
{
    int a = 4; 
    int b = -5;
    int c = a & b;
    int d = a | b;
    cout<<"a= "<<std::bitset<8>(a)<<endl;
    cout<<"b= "<<std::bitset<8>(b)<<endl;
    cout<<"c= "<<std::bitset<8>(c)<<endl;
    cout<<"d= "<<std::bitset<8>(d)<<endl;
}

* Output:

a= 00000100
b= 11111011
c= 00000000
d= 11111111

## (&&,||) 邏輯運算子
* 而&&與||則是邏輯運算子，就是用來判斷true與false的狀態，如同最上面的if/else的例子，想當然而就不能拿來當作算術運算子來使用...嗎?

int main()
{
    int a = 4; 
    int b = -5;
    int c = a && b;
    int d = a || b;
    cout<<"a= "<<std::bitset<8>(a)<<endl;
    cout<<"b= "<<std::bitset<8>(b)<<endl;
       
    cout<<"c= "<<c<<endl;
    cout<<"d= "<<d<<endl;

    cout<<"c's hex= "<<std::bitset<8>(c)<<endl;
    cout<<"d's hex= "<<std::bitset<8>(d)<<endl;
}

* Output:

a= 00000100
b= 11111011
c= 1
d= 1
c's hex= 00000001
d's hex= 00000001

* 其實編譯還是會過的哦，但是結果很明顯跟算術運算子的結果不太一樣，從這個例子可以看出與算術運算子的差別以及一些規律。
* **只要是數值不為0，系統在邏輯運算上就會把它視為"true"，反之則是"false"。**
* **而"true"在二進位之值為"1"，反之"false"為"0"**，以下有測試結果:

    int main()
    {
        bool IsKoreaFishLazy = true;
        bool IsKaohsiungRich = false;
        cout<<std::bitset<8>(IsKoreaFishLazy)<<endl;
        cout<<std::bitset<8>(IsKaohsiungRich )<<endl;
    }

    00000001
    00000000

## 雖然知道底層的原理，但我們在條件判斷if/else上，好像還是可以混用啊?
* 照上面的邏輯，我們再回到if/else判斷式範例:

int main()
{
    bool IsKoreaFishLazy = true;
    bool IsKaohsiungRich = false;
    if(IsKaohsiungRich && IsKoreaFishLazy)
       cout<<"a";
    if(IsKaohsiungRich &  IsKoreaFishLazy)
       cout<<"b";
    if(IsKaohsiungRich || IsKoreaFishLazy)
       cout<<"c";
    if(IsKaohsiungRich |  IsKoreaFishLazy)
       cout<<"d";
}

* 套用剛剛的結論，一個是把數值做bit做and/or運算，一個是轉成true/false判斷，在變數是單純的bool下這兩者結果是完全沒差的。
* 但此篇最重要的結論來了: **在AND的情況下，算術運算子&&因為bit運算的關係，一定會存取兩個變數並運算出結果，而邏輯運算值&只要第一個變數是false，就會直接跳出if判斷式**
* 也就是說，if(IsKaohsiungRich && IsKoreaFishLazy)會讀取兩個變數的值(0與1)並且做AND運算，而if(IsKaohsiungRich & IsKoreaFishLazy)只要看到IsKaohsiungRich為false/0就會跳出了。
## 不是阿，除了效率問題外，我還是可以混著用啊?
* 當然不行，在某些狀況下是差很多的，以[此題leetcode為例](https://leetcode.com/explore/interview/card/top-interview-questions-easy/93/linked-list/560/)，為了判斷linklist中，目前指標指向的node以及此node串接的下個node是否為NULL，我需要以下的判斷式:

if(head != nullptr && head -> next != nullptr)

* 在head為nullptr的情況下，假如說你使用&，讓兩邊的bool做and運算，第二個bool(head -> next != nullptr)會因為head為nullptr的情況下，我又想去access head，導致編譯器彈出錯誤:

Runtime Error Message:
Line 12: Char 38: runtime error: member access within null pointer of type 'struct ListNode' (solution.cpp)
Last executed input:
[]

* 使用&&的話，只要看到我指向的head為nullptr就直接跳出了if，自然就不會有access nullptr的問題囉。
* 所以除了特殊狀況下，還是乖乖使用邏輯運算子吧!
## 延伸資料
* [codepad 好用的線上編譯器](http://codepad.org/)
* [C++ bool 所占的記憶體空間與資料對齊 (data alignment)](https://www.cclo.idv.tw/blogs/closer/?p=184)