在邏輯上有所謂的「且」、「或」與「反」運算，在 C++ 提供這幾個基本邏輯運算所需的邏輯運算子（Logical operator），分別為「且」（&&）、「或」（||）及「反相」（!）三個運算子。
來看看下面這個程式會輸出什麼？
int num = 75;
cout << (num > 70 && num < 80) << endl;
cout << (num > 80 || num < 75) << endl;
cout << !(num > 80 || num < 75) << endl;
三段程式分別會輸出 1、0 與 1，也就是分別表示 true、false 與 true 三種狀況。
&& 運算中，如果左邊的式子已經被評斷為 false，可立即判斷整個式子為 false，因而右邊的式子就不會再評斷； || 運算中如果左邊的式子已經被評斷為 true，可以判斷整個式子為 true，因而右邊的式子就不會再評斷。
接下來看看「位元運算子」（Bitwise operator），數位設計上有 AND、OR、NOT、XOR 與補數等運算，C++ 提供這些運算的就是位元運算子，它們的對應分別是 AND （&）、OR（|）、NOT（!）、XOR（^）與補數（~）。
如果不會基本的位元運算，這邊可以提供一個程式來顯示各個運算的結果：
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
cout << "AND 運算：" << endl;
cout << "0 AND 0\t\t" << (0 & 0) << endl;
cout << "0 AND 1\t\t" << (0 & 1) << endl;
cout << "1 AND 0\t\t" << (1 & 0) << endl;
cout << "1 AND 1\t\t" << (1 & 1) << endl;
cout << "OR 運算：" << endl;
cout << "0 OR 0\t\t" << (0 | 0) << endl;
cout << "0 OR 1\t\t" << (0 | 1) << endl;
cout << "1 OR 0\t\t" << (1 | 0) << endl;
cout << "1 OR 1\t\t" << (1 | 1) << endl;
cout << "XOR 運算：" << endl;
cout << "0 XOR 0\t\t" << (0 ^ 0) << endl;
cout << "0 XOR 1\t\t" << (0 ^ 1) << endl;
cout << "1 XOR 0\t\t" << (1 ^ 0) << endl;
cout << "1 XOR 1\t\t" << (1 ^ 1) << endl;
cout << "NOT 運算：" << endl;
cout << "NOT 0\t\t" << (!0) << endl;
cout << "NOT 1\t\t" << (!1) << endl;
return 0;
}
執行結果如下：
AND 運算：
0 AND 0 0
0 AND 1 0
1 AND 0 0
1 AND 1 1
OR 運算：
0 OR 0 0
0 OR 1 1
1 OR 0 1
1 OR 1 1
XOR 運算：
0 XOR 0 0
0 XOR 1 1
1 XOR 0 1
1 XOR 1 0
NOT 運算：
NOT 0 1
NOT 1 0
位元運算是逐位元運算的，例如 10010001 與 01000001 作 AND 運算，是一個一個位元對應運算，答案就是 00000001；而補數運算是將所有的位元 0 變 1，1 變 0，例如 00000001 經補數運算就會變為 11111110，例如下面這個程式所示：
signed char num = 255;
cout << ~num;
這段程式會在主控台顯示 0，signed char 使用一個位元組，若用於儲存正整數最大可儲存 255 的值，255 的二進位表示法為 11111111，經補數運算就是 00000000，也就是 0。
例如下面這個程式，運用位元運算來判斷使用者的輸入是否為奇數：
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int input = 0;
cout << "輸入正整數：";
cin >> input;
cout << "輸入為奇數？"
<< (input & 1 ? 'Y' : 'N')
<< endl;
return 0;
}
執行結果如下：
輸入正整數：5
輸入為奇數？Y
這個程式的原理是，奇數的數值若以二進位來表示，其最右邊的位元必為 1，而偶數最右邊的位元必為 0，所以使用 1 來與輸入的值作 AND 運算，由於 1 除了最右邊的位元為 1 之外，其它位元都會是 0，與輸入數值 AND 運算的結果，只會留下最右邊位元為0或為的結果，其它部份都被 0 AND 運算遮掉了。，例如：
00000100 4
00000001 1
00000000 判 斷為偶數
00000011 3
00000001 1
00000001 判 斷為奇數
底下是個簡單的 XOR 字元加密例子，先看看程式：
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
char ch = 'A';
cout << "before encoding：" << ch
<< endl;
ch = ch ^ 0x7;
cout << "after encoding：" << ch
<< endl;
ch = ch ^ 0x7;
cout << "decoding：" << ch
<< endl;
return 0;
}
執行結果如下：
before encoding：A
after encoding：F
decoding：A
0x7 是整數的 16 進位寫法，其實就是 10 進位的 7，將位元與 1 作 XOR 的作用後位元反轉：
01000001 65 （對應 ASCII 的'A'）
00000111 0x7
01000110 70 （對應 ASCII 中的'F'）
這個簡單的 XOR 字元加密，要解密也只要再進行相同的位元反轉就可以了。
雖然說明時都只取 8 個位元來說明，但實際位元在運算時，需依資料型態所佔的記憶體長度而定，例如在使用 int 型態的 0 運算時，要考慮的不會只有 8 個位元。
在位元運算上還有左移（<<）與右移（>>）兩個運算子（不是 cout 與 cin 使用的 << 與 >>）；左移運算子會將所有的位元往左移指定的位數，左邊被擠出去的位元會被丟棄，而右邊會補上 0；右移運算則是相反，會將所有的位元往右移指定的位數，右邊被擠出去的位元會被丟棄，至於左邊位元補 0 或補 1 則不一定，視系統而定。
可以使用左移運算來作簡單的 2 次方運算示範，如下所示：
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int num = 1;
cout << "2 的 0 次：" << num
<< endl;
num = num << 1;
cout << "2 的 1 次：" << num
<< endl;
num = num << 1;
cout << "2 的 2 次：" << num
<< endl;
num = num << 1;
cout << "2 的 3 次：" << num
<< endl;
return 0;
}
執行結果如下：
2 的 0 次：1
2 的 1 次：2
2 的 2 次：4
2 的 3 次：8
實際來左移看看就知道為何可以如此運算了：
00000001 1
00000010 2
00000100 4
00001000 8