与运算两个位都是1时,结果才为1,否则为0,如:
|或运算两个位都是0时,结果才为0,否则为1,如:
^异或运算,两个位相同则为0,不同则为1,如:
~取反运算,0则变为1,1则变为0,如:
左移运算,向左进行移位操作,高位丢弃,低位补0,如:
右移运算,向右进行移位操作,对无符号数,高位补0,对于有符号数,高位补符号位,如:
1.位操作实现乘除法
数a向右移一位,相当于将a除以2;数a向左移一位,相当于将a乘以2
2.位操作交货两数
位操作交换两数可以不需要第三个临时变量,虽然普通操作也可以做到,但是没有其效率高
位与操作解释:
第一步:a^=b---a=(a^b);
第二步:b^=a---b=b^(a^b)---b=(b^b)^a=a
第三步:a^=b---a=(a^b)^a=(a^a)^b=b
3.位操作判断奇偶数
只要根据数的最后一位是0还是1来决定即可,为0就是偶数,为1就是奇数。
4.位操作交换符号
交换符号将正数变成负数,负数变成正数
整数取反加1,正好变成其对应的负数(补码表示);负数取反加一,则变为其原码,即正数。
5.位操作求绝对值
整数的绝对值是其本身,负数的绝对值正好可以对其进行取反加一求得,即我们首先判断其符号位(整数右移31位得到0,负数右移31位得到-1,即0xffffffff),然后根据符号进行相应的操作
上面的操作可以进行优化,可以将i==0的条件判断语句去掉。我们都知道符号位i只有两种情况,即i=0为正,i=-1为负。对于任何数与0异或都会保持不变,与-1即0xffffffff进行异或就相当于对此数进行取反,因此可以将上面三目元算符转换为((a^i)-i),即整数时a与0异或得到本身,再减去0,负数时与0xffffffff异或将a进行取反,然后在加上1,即减去i(i=-1)
6.位操作进行高低位交换
给定一个16位的无符号整数,将其高8位与低8位进行交换,求出交换后的值,如:
从上面移位操作我们可以知道,只要将无符号数a8即可得到其高8位移到低8位,高位补0;将a8即可将低8位移到高8位,低8位补0,然后将a8和a8进行或操作既可求得交换后的结果。
7.位操作进行二进制逆序
将无符号数的二进制表示进行逆序,求取逆序后的结果,如:
在字符串逆序过程中,可以从字符串的首尾开始,依次交换两端的数据。在二进制中使用位的高低位交换会更方便进行处理,这里我们分组进行多步处理。
第一步:以每2位为一组,组内进行高低位交换
第二步:在上面的基础上,以每4位为1组,组内高低位进行交换
第三步:以每8位为一组,组内高低位进行交换
第四步:以每16位为一组,组内高低位进行交换
对于上面的第一步,依次以2位作为一组,再进行组内高低位交换,这样处理起来比较繁琐,下面介绍另外一种方法进行处理。先分别取原数1000011011011000的奇数位和偶数位,将空余位用0填充:
再将奇数位右移一位,偶数位左移一位,此时将两个数据相或即可以达到奇偶位上数据交换的效果:
上面的方法用位操作可以表示为:
取a的奇数位并用0进行填充可以表示为:a0xAAAA
取a的偶数为并用0进行填充可以表示为:a0x5555因此,上面的第一步可以表示为:
a=((a0xAAAA)1)|((a0x5555)1)
同理,可以得到其第二、三和四步为:
a=((a0xCCCC)2)|((a0x3333)2)
a=((a0xF0F0)4)|((a0x0F0F)4)
a=((a0xFF00)8)|((a0x00FF)8)
因此整个操作为:
8.位操作统计二进制中1的个数
统计二进制1的个数可以分别获取每个二进制位数,然后再统计其1的个数,此方法效率比较低。这里介绍另外一种高效的方法,同样以34520为例,我们计算其a=(a-1)的结果:
第一次:计算前:1000011011011000计算后:1000011011010000
第二次:计算前:1000011011010000计算后:1000011011000000
第二次:计算前:1000011011000000计算后:1000011010000000我们发现,每计算一次二进制中就少了一个1,则我们可以通过下面方法去统计:
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