C 異或運算及其應用

2022-08-27 19:39:12 字數 2838 閱讀 1030

前置知識:

1.乙個整數自己跟自己異或,結果為0   //因為異或的法則為,相同為0,不同為1,注意這裡所說的都是二進位制位。

2.任意乙個整數跟0異或,結果為本身。 //因為1異或0得1,0異或0,得0,所以1還是1,0還是0,沒發生變化。

位運算位運算的運算分量只能是整型或字元型資料,位運算把運算物件看作是由二進位組成的位串資訊,按位完成指定的運算,得到位串資訊的結果。

位運算子有:

&(按位與)、|(按位或)、^(按位異或)、~ (按位取反)。

其中,按位取反運算子是單目運算子,其餘均為雙目運算子。

位運算子的優先順序從高到低,依次為~、&、^、|,

其中~的結合方向自右至左,且優先順序高於算術運算子,其餘運算子的結合方向都是自左至右,且優先順序低於關係運算子。

(1)按位與運算子(&)

按位與運算將兩個運算分量的對應位按位遵照以下規則進行計算:

0 & 0 = 0, 0 & 1 = 0, 1 & 0 = 0, 1 & 1 = 1。

即同為 1 的位,結果為 1,否則結果為 0。

例如,設3的內部表示為

00000011

5的內部表示為

00000101

則3&5的結果為

00000001

按位與運算有兩種典型用法,一是取乙個位串資訊的某幾位,如以下**擷取x的最低7位:x & 0177。二是讓某變數保留某幾位,其餘位置0,如以下**讓x只保留最低6位:x = x & 077。以上用法都先要設計好乙個常數,該常數只有需要的位是1,不需要的位是0。用它與指定的位串資訊按位與。

(2)按位或運算子(|)

按位或運算將兩個運算分量的對應位按位遵照以下規則進行計算:

0 | 0 = 0, 0 | 1 = 1, 1 | 0 = 1, 1 | 1 = 1

即只要有1個是1的位,結果為1,否則為0。

例如,023 | 035 結果為037。

按位或運算的典型用法是將乙個位串資訊的某幾位置成1。如將要獲得最右4為1,其他位與變數j的其他位相同,可用邏輯或運算017|j。若要把這結果賦給變數j,可寫成:

j = 017|j

(3)按位異或運算子(^)

按位異或運算將兩個運算分量的對應位按位遵照以下規則進行計算:

0 ^ 0 = 0, 0 ^ 1 = 1, 1 ^ 0 = 1, 1 ^ 1 = 0

即相應位的值相同的,結果為 0,不相同的結果為 1。

例如,013^035結果為026。

異或運算的意思是求兩個運算分量相應位值是否相異,相異的為1,相同的為0。按位異或運算的典型用法是求乙個位串資訊的某幾位資訊的反。如欲求整型變數j的最右4位資訊的反,用邏輯異或運算017^j,就能求得j最右4位的資訊的反,即原來為1的位,結果是0,原來為0的位,結果是1。

(4)按位取反運算子(~)

按位取反運算是單目運算,用來求乙個位串資訊按位的反,即哪些為0的位,結果是1,而哪些為1的位,結果是0。例如, ~7的結果為0xfff8。

取反運算常用來生成與系統實現無關的常數。如要將變數x最低6位置成0,其餘位不變,可用**x = x & ~077實現。以上**與整數x用2個位元組還是用4個位元組實現無關。

當兩個長度不同的資料進行位運算時(例如long型資料與int型資料),將兩個運算分量的右端對齊進行位運算。如果短的數為正數,高位用0補滿;如果短的數為負數,高位用1補滿。如果短的為無符號整數,則高位總是用0補滿。

位運算用來對位串資訊進行運算,得到位串資訊結果。如以下**能取下整型變數k的位串資訊的最右邊為1的資訊位:((k-1)^k) & k。

移位運算

移位運算用來將整型或字元型資料作為二進位資訊串作整體移動。有兩個運算子:

<< (左移) 和 >> (右移)

移位運算是雙目運算,有兩個運算分量,左分量為移位資料物件,右分量的值為移位位數。移位運算將左運算分量視作由二進位組成的位串資訊,對其作向左或向右移位,得到新的位串資訊。

移位運算子的優先順序低於算術運算子,高於關係運算子,它們的結合方向是自左至右。

(1)左移運算子(<

左移運算將乙個位串資訊向左移指定的位,右端空出的位用0補充。例如014<<2,結果為060,即48。

左移時,空出的右端用0補充,左端移出的位的資訊就被丟棄。在二進位制數運算中,在資訊沒有因移動而丟失的情況下,每左移1位相當於乘2。如4 << 2,結果為16。

(2)右移運算子(>>)

右移運算將乙個位串資訊向右移指定的位,右端移出的位的資訊被丟棄。例如12>>2,結果為3。與左移相反,對於小整數,每右移1位,相當於除以2。在右移時,需要注意符號位問題。對無符號資料,右移時,左端空出的位用0補充。對於帶符號的資料,如果移位前符號位為0(正數),則左端也是用0補充;如果移位前符號位為1(負數),則左端用0或用1補充,取決於計算機系統。對於負數右移,稱用0 補充的系統為「邏輯右移」,用1補充的系統為「算術右移」。以下**能說明讀者上機的系統所採用的右移方法:

printf("%d\n\n\n", -2>>4);

若輸出結果為-1,是採用算術右移;輸出結果為乙個大整數,則為邏輯右移。

移位運算與位運算結合能實現許多與位串運算有關的複雜計算。設變數的位自右至左順序編號,自0位至15位,有關指定位的表示式是不超過15的正整數。以下各**分別有它們右邊注釋所示的意義:

~(~0 << n)

(x >> (1 p-n)) & ~(~0 << n)

new |= ((old >> row) & 1) << (15 – k)

s &= ~(1 << j)

for(j = 0; ((1 << j) & s) == 0; j ) ;

異或運算及其應用

異或是一種基於二進位制的位運算,用符號xor或者 表示,其運算法則是對運算子兩側數的每乙個二進位制位,同值取0,異值取1。它與布林運算的區別在於,當運算子兩側均為1時,布林運算的結果為1,異或運算的結果為0。交換律 a b b a 結合律 a b c a b c a b c d a b c 可以推出...

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