位運算 之(1) 按位與(AND) 操作

2021-08-06 03:51:00 字數 2654 閱讀 7840

由於位運算直接對記憶體資料進行操作,不需要轉成十進位制,因此處理速度非常快。

按位與(bitwise and),運算符號為&

a&b 的操作的結果:a、b中對應位同時為1,則對應結果位也為1、

例如:

10010001101000101011001111000

10101100000000
對10101100000000進行右移8位得到的是101011,這就得到了a的8~15位的掩碼了。那麼根據這個啟示,判斷乙個整數是否是處於 0-65535 之間(常用的越界判斷):

用一般的 (a >= 0) && (a <= 65535) 可能要兩次判斷。

改用位運算只要一次:

a & ~((1 << 16)-1)

後面的常數是編譯時就算好了的。其實只要算一次邏輯與就行了。

常用技巧:

1、 用於整數的奇偶性判斷

乙個整數a, a & 1 這個表示式可以用來判斷a的奇偶性。二進位制的末位為0表示偶數,最末位為1表示奇數。使用a%2來判斷奇偶性和a & 1是一樣的作用,但是a & 1要快好多。

2、 判斷n是否是2的正整數冪

(!(n&(n-1)) ) && n

好!看完上面的兩個小例子,相信大家都有乙個感性的認識。從理論上講,如果乙個數a他是2的正整數冪,那麼a 的二進位制形式必定為1000…..(後面有0個或者多個0),那麼結論就很顯然了。

3、 統計n中1的個數

樸素的統計辦法是:先判斷n的奇偶性,為奇數時計數器增加1,然後將n右移一位,重複上面步驟,直到移位完畢。

樸素的統計辦法是比較簡單的,那麼我們來看看比較高階的辦法。

舉例說明,考慮2位整數 n=11,裡邊有2個1,先提取裡邊的偶數字10,奇數字01,把偶數字右移1位,然後與奇數字相加,因為每對奇偶位相加的和不會超過「兩位」,所以結果中每兩位儲存著數n中1的個數;相應的如果n是四位整數 n=0111,先以「一位」為單位做奇偶位提取,然後偶數字移位(右移1位),相加;再以「兩位」為單位做奇偶提取,偶數字移位(這時就需要移2位),相加,因為此時沒對奇偶位的和不會超過「四位」,所以結果中儲存著n中1的個數,依次類推可以得出更多位n的演算法。整個思想類似分治法。

在這裡就順便說一下常用的二進位制數:

0xaaaaaaaa=10101010101010101010101010101010

0x55555555 = 1010101010101010101010101010101(奇數字為1,以1位為單位提取奇偶位)

0xcccccccc = 11001100110011001100110011001100

0x33333333 = 110011001100110011001100110011(以「2位」為單位提取奇偶位)

0xf0f0f0f0 = 11110000111100001111000011110000

0x0f0f0f0f = 1111000011110000111100001111(以「8位」為單位提取奇偶位)

0xffff0000 =11111111111111110000000000000000

0x0000ffff = 1111111111111111(以「16位」為單位提取奇偶位)

例如:32位無符號數的1的個數可以這樣數:

int count_one(unsigned long n)

{ //0xaaaaaaaa,0x55555555分別是以「1位」為單位提取奇偶位

n = ((n & 0xaaaaaaaa) >> 1) + (n & 0x55555555);

//0xcccccccc,0x33333333分別是以「2位」為單位提取奇偶位

n = ((n & 0xcccccccc) >> 2) + (n & 0x33333333);

//0xf0f0f0f0,0x0f0f0f0f分別是以「4位」為單位提取奇偶位

n = ((n & 0xf0f0f0f0) >> 4) + (n & 0x0f0f0f0f);

//0xff00ff00,0x00ff00ff分別是以「8位」為單位提取奇偶位

n = ((n & 0xff00ff00) >> 8) + (n & 0x00ff00ff);

//0xffff0000,0x0000ffff分別是以「16位」為單位提取奇偶位

n = ((n & 0xffff0000) >> 16) + (n & 0x0000ffff);

return n;

舉個例子吧,比如說我的生日是農曆2月11,就用211吧,轉成二進位制:

n = 11010011

計算n = ((n & 0xaaaaaaaa) >> 1) + (n & 0x55555555);

得到 n = 10010010

計算n = ((n & 0xcccccccc) >> 2) + (n & 0x33333333);

得到 n = 00110010

計算n = ((n & 0xf0f0f0f0) >> 4) + (n & 0x0f0f0f0f);

得到 n = 00000101 —————–à無法再分了,那麼5就是答案了。

4、對於正整數的模運算(注意,負數不能這麼算)

先說下比較簡單的:

乘除法是很消耗時間的,只要對數左移一位就是乘以2,右移一位就是除以2,傳說用位運算效率提高了60%。

乘2^k 眾所周知: n<

位運算之 按位與( )操作 (快速取模演算法)

由於位運算直接對記憶體資料進行操作,不需要轉成十進位制,因此處理速度非常快。按位與 bitwise and 運算符號為 a b 的操作的結果 a b中對應位同時為1,則對應結果位也為1 例如 10010001101000101011001111000 111111100000000 10101100...

位運算之 按位與( )操作 (快速取模演算法)

由於位運算直接對記憶體資料進行操作,不需要轉成十進位制,因此處理速度非常快。按位與 bitwise and 運算符號為 a b 的操作的結果 a b中對應位同時為1,則對應結果位也為1 例如 10010001101000101011001111000 111111100000000 10101100...

位與 按位或 按位異或 運算

1.按位與運算 按位與運算子 是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相與。只有對應的兩個二進位均為1時,結果位才為1 否則為0。參與運算的數以補碼方式出現。例如 9 5可寫算式如下 00001001 9的二進位制補碼 00000101 5的二進位制補碼 00000001 1的二進位制補碼...