位运算基本概念及简单运用

C语言提供了六种位运算符:

&     按位与
    |      按位或
    ^      按位异或
    ~      取反
    <<    左移,相当与*2
    >>    右移,正数高位补0,负数由计算机决定

循环左移k次 (x<<k) | (x >> (32-k)),

循环右移k次 (x>>k) | (x << (32-k))

当然常常应为优先级问题而犯错~~~

优先级及口诀如下

优先级别 运算符 记忆口诀
1  ()  []  .  ->
括号成员第一;        //括号运算符[]() 成员运算符.  ->

全体单目第二;        //所有的单目运算符比如++、 --、 +(正)、 -(负) 、指针运算*、&乘除余三,加减四;   //这个"余"是指取余运算即%

移位五,关系六;    //移位运算符:<< >> ,关系:> < >= <= 等

等于(与)不等排第七;    //即== 和!=

位与异或和位或;    //这几个都是位运算: 位与(&)异或(^)位或(|)

"三分天下"八九十;

逻辑或跟与;            //逻辑运算符:|| 和 &&

十二和十一;            //注意顺序:优先级(||)  底于 优先级(&&)

条件高于赋值,        //三目运算符优先级排到13 位只比赋值运算符和","高

逗号运算级最低!    //逗号运算符优先级最低

2

!  ~   -(负号)

++  --   &(取变量地址) *

(type)(强制类型)    sizeof

3  * / %
4 +   - 
5  >>    <<  
6 >    >=    <    <= 
7 ==    !=   
8 &
9 ^
10 |
11 &&
12 ||
13 ?:
14 =  +=  -=  *=  /=   %=  |=   ^=   &=   >>=   <<=
15 ,

按位与运算

按位与运算符"&"是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相与。只有对应的两个二进位均为1时,结果位才为1,否则为0。参与运算的数以补码方式出现。
例如:9&5可写算式如下:
    00001001      (9的二进制补码)
    &00000101    (5的二进制补码)
    00000001       (1的二进制补码)
可见9&5=1。
按位与运算通常用来对某些位清0或保留某些位。例如把a 的高八位清 0 ,保留低八位,可作a&255运算(255 的二进制数为0000000011111111)。

按位或运算

按位或运算符“|”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为1时,结果位就为1。参与运算的两个数均以补码出现。
例如:9|5可写算式如下:
    00001001
    |00000101
    00001101    (十进制为13)
可见9|5=13

按位异或运算

按位异或运算符“^”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相异或,当两对应的二进位相异时,结果为1。参与运算数仍以补码出现,例如9^5可写成算式如下:
    00001001
    ^00000101 
    00001100    (十进制为12)

求反运算

求反运算符~为单目运算符,具有右结合性。其功能是对参与运算的数的各二进位按位求反。例如~9的运算为:
    ~(0000000000001001)
结果为:1111111111110110

左移运算

左移运算符“<<”是双目运算符。其功能把“<< ”左边的运算数的各二进位全部左移若干位,由“<<”右边的数指定移动的位数,高位丢弃,低位补0。例如:
    a<<4
指把a的各二进位向左移动4位。如a=00000011(十进制3),左移4位后为00110000(十进制48)。

右移运算

右移运算符“>>”是双目运算符。其功能是把“>>”左边的运算数的各二进位全部右移若干位,“>>”右边的数指定移动的位数。例如:
    设  a=15,
    a>>2
表示把000001111右移为00000011(十进制3)。

注意:对于有符号数,在右移时,符号位将随同移动。当为正数时,最高位补0,而为负数时,符号位为1,

最高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定。Turbo C和很多系统规定为补1。

简单运用

一:交换两个数(字符),不用第三个变量就可以交换两个变量的值了:

用异或^,原理:两次异或能还原,即a = (a^b) ^ b

二:判断一个数是不是2的幂次:

原理:2的幂次的二进制表示中只有一位是1,其他位为0

x = x&(x-1)是让x的二进制码最右侧的1置为0,如果结果为0就表示原先x只有1位是1,其他位为0

inline bool is2pow(int x) { return (x&(x-1)==0 && (x!=0)); }

inline bool is2pow(int x) { return ( (x&-x)==x ); }

三:求一个整数有多少位是0:

原理同上。用x&(x-1)

1 int  count = 0;
2 while(x)
3 {
4    ++count;
5    x &= (x-1);
6 }

四:二进制快速求幂:

1 long pow(int x, unsigned int n){
2     long p = 1;
3     while (n){
4         if (n & 1) p *= x;
5         x *= x;
6         n >>= 1;
7     }
8     return p;
9 }

五:判断奇偶数:

原理:奇数最后一位为1,偶数为0

inline bool odd(int x) { return x&1; }

inline bool even(int x) {return !(x&1); }

n%2 = n&1

n%4 = n&3

n%8 = n&7

……

六:求x绝对值:

原理:x为正数时不做改变,为负数时取反加1

x为正数时y = 0 = 0000 0000 0000 0000

x为负数时y = -1 = 1111 1111 1111 1111

跟0异或是本身,跟1异或是取反

1 inline int abs(int x){
2     int y = x >> 31;
3     return ( x^y-y);
4 }

七:对2的幂次取模:

原理:x&y取出x和y二进制位1的所有位。x^y>>1取出x,y只有一个二进制位1的并除以2

return (x&y) + (x^y)>>1);

不用位运算时注意 (x+y)/2,有可能会溢出。

x向上取整到y,其中y=2^n (字节对齐用):

#define rund(x,y) ( ((x)+(y)-1)&~((y)-1) )

八:其他:

只有第k位为1的数 1 << (k-1)

后k位为均为1的数 (1<<k)-1

x 的第k+1位 x >> k &1

x的第k+1位置1: x >> k |(1 << k)

x的第k+1位置0: x >> k &~(1 << k)

注意:左移1位再右移1位不一定时原先的值

至于高深用法可以戳戳这里 :http://www.cnblogs.com/tdyizhen1314/archive/2012/04/03/2431122.html

时间: 2024-10-27 16:36:41

位运算基本概念及简单运用的相关文章

数字位运算操作与算法简单示例

我们对于位运算可能既陌生又熟悉.知道其运算方法运算过程,但不能运用好它. 首先,我们还是回顾一下Java中位运算都包含那些操作: 一.与运算(&) 运算法则:将二进制数进行按位与运算.0&0=0:0&1=0:1&1=1 : 如:0011 & 0010 = 0010: 二.或运算(|) 运算法则:将二进制数进行按位或运算.0|0 =0:1|0 = 1;  1|1=1 如:0011 & 0010 = 0011: 三.异或运算(^) 运算法则:将二进制数进行按位异

C#位运算实际运用

前言 前几天写了一篇关于c#位操作,c#位运算基本概念与计算过程 最后提到一个实际问题 需求:C# 用两个short,一个int32拼成一个long型 要求:现在有两个short和一个int,需要拼成一个long型,高16位用short,中间32位用int,最低16位用另外一个short https://bbs.csdn.net/topics/392202825?page=1 答案:((long)shortA << 48 )+ ((long)intA << 16)+ shortB=

C#位运算实际作用之操作整型某一位

1.前言 前几天写了两篇关于c#位运算的文章 c#位运算基本概念与计算过程 C#位运算实际运用 在文中也提到了位运算的实际作用之一就是合并整型,当时引用了一个问题: C# 用两个short,一个int32拼成一个long型,高16位用short,中间32位用int,最低16位用另外一个short. 答案如下: 高16位shortA.中间32位intA.低16位shortB longResult=((long)shortA << 48 )+ ((long)intA << 16)+ s

Java I/O : Bit Operation 位运算

Writer      :BYSocket(泥沙砖瓦浆木匠) 微         博:BYSocket 豆         瓣:BYSocket FaceBook:BYSocket Twitter    :BYSocket 泥瓦匠喜欢Java,文章总是扯扯Java. I/O 基础,就是二进制,也就是Bit. 一.Bit与二进制 什么是Bit(位)呢?位是CPU处理或者数据存储最小的单元.类似于很小很小的开关,一开一关,表示为1或者0.所以,这就是计算机处理任何数据的"细胞",要谨记.

Java位运算总结:位运算用途广泛《转》

前天几天研究了下JDK的Collection接口,本来准备接着研究Map接口,可是一查看HashMap类源码傻眼咯,到处是位运算实现,所以我觉得还是有必要先补补位运算知识,不然代码看起来有点费力.今天系统研究了下,现记录如下. 首先要明白一个概念,Java位运算是针对于整型数据类型的二进制进行的移位操作.主要包括位与.位或.位非,有符号左移.有符号右移,无符号右移等等.需要注意一点的是,不存在无符号左移<<<运算符.根据位运算的概念规定,我们首先需要弄明白两个问题,java有哪些数据类型

关于PHP位运算的简单权限设计

写在最前面 最近想写一个简单的关于权限处理的东西,之前我也了解过用二进制数的位运算可以出色地完成这个任务.关于二进制数的位运算,常见的就是"或.与.非"这三种简单运算了,当然,我也查看了下PHP手册,还有"异或.左移.右移"这三个运算.记得上初中时数学老师就开始唠叨个不停了,在此我也不想对此运算再作额外的说明,直接进入正题. 如何定义权限 将权限按照2的N次方来定义值,依次类推.为什么要这样子定义呐?这样子定义保证了每个权限值(二进制)中只有一个1,而它恰好对应一种

&lt;13&gt;【了解】计算机中的进制+【理解】原码反码补码基本概念+【理解】为什么要引入反码、补码?+【掌握】位运算符介绍及使用+位运算应用:编程实现10进制转2进制

1 #include <stdio.h> 2 3 int main(int argc, const char * argv[]) { 4 5 //定义10进制数,打印出10.8.16进制的值 6 int a = 13; 7 printf("%d\n",a); 8 printf("%o\n",a); 9 printf("%x\n",a); 10 11 //int 64 4个字节 12 int b = 0b0000000000000000

JAVA 通过位运算进行简单的加密

我们可以通过一个简单的位运算进行简单的加密 import java.util.Scanner; public class Example{ public static void main(String[]args){ Scanner input = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入一个英文字符或解密字符串"); //获取用户输入的字符 String password = scan.nextLine(); //使用String

FZU1892接水管游戏-BFS加上简单的状态压缩和位运算处理

原题地址:http://acm.fzu.edu.cn/problem.php?pid=1892 Problem 1892 接水管游戏 Accept: 108    Submit: 498 Time Limit: 1000 mSec    Memory Limit : 32768 KB Problem Description 接水管游戏的规则如下: 1.在N*N大小的方格上有两个特别的水管,分别为进水口和出水口: 2.有7种1*1大小的水管需要放在这N*N大小的方格内,使得水流能够从进水口经过这些