Би́товая опера́ция в программировании — операция над цепочками битов, как правило в этот класс включаются логические побитовые операции и битовые сдвиги. Применяются в языках программирования и цифровой технике, изучаются в дискретной математике.
Битовые операции лежат в основе обработки цифровых сигналов: посредством их из одного или нескольких сигналов на входе получается новый сигнал, который в свою очередь может быть подан на вход одной или нескольким таким операциям. Именно битовые операции в сочетании с запоминающими элементами (например триггерами) реализуют всё богатство возможностей современной цифровой техники.
Ряд источников по языкам низкого уровня называет побитовые логические операции просто логическими[1][2], но в терминологии программирования на языках высокого уровня в названиях битовых операций присутствуют прилагательные битовый, побитовый (например: «побитовое логическое И», оно же «побитовое умножение»), поразрядный.
В некоторых языках программирования названия операторов, соответствующих логическим и побитовым логическим операциям, похожи. Кроме того, язык программирования может допускать неявное приведение числового типа к логическому и наоборот. В таких языках программирования необходимо внимательно следить за использованием логических и побитовых операций, перемешивание которых может привести к ошибкам. Например, в C++ результатом выражения «2 && 1» (логическое И) является булево значение true, а результатом выражения «2 & 1» (побитовое И) — целое значение 0.
Побитовое отрицание (или побитовое НЕ, дополнение) — унарная операция, действие которой эквивалентно применению логического отрицания к каждому биту двоичного представления операнда. Другими словами, на той позиции, где в двоичном представлении операнда был 0, в результате будет 1, и, наоборот, где была 1, там будет 0. Например:
Побитовое «И» — бинарная операция, действие которой эквивалентно применению логического «И» к каждой паре битов, которые стоят на одинаковых позициях в двоичных представлениях операндов. Другими словами, если оба соответствующих бита операндов равны 1, результирующий двоичный разряд равен 1; если же хотя бы один бит из пары равен 0, результирующий двоичный разряд равен 0.