位运算应用和工具

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有时需要追求效率,会代替一些算术运算。

  • 求商:a >> n  <=>  a / 2^n
  • 求积:a << n  <=>  a * 2^n
  • 求余:a & ((1 << n) - 1)  <=>  a % 2^n
  • 奇偶判断:a & 1 == 1  <==>  a % 2 == 1

一般1表示选中或者开启项,0表示未选或者关闭项。

  • 获取全部项:(1 << n) - 1
  • 获取指定项:1 << idx
  • 获取反选项:~a
  • 开启指定项:a |= b
  • 合并两选项:a | b
  • 关闭指定项:a &= ~b
    说明:a中的项,遇到1时变0,遇到0时不变。
  • 查看公共项:a & b
  • 保留指定项:a &= b
    说明:a中的项,遇到0时变0,遇到1时不变。
  • 切换指定项:a ^= b
    说明:a中的项,遇到0时不变,遇到1时变化,0变1,1变0。
  • 查看改变项:a1 ^ a2
    说明:a1是变化前,a2是变化后,a1 ^ a2就可以计算出前后的变化项。
  • 查看未变项:~(a1 ^ a2) = ~a1 ^ a2 = a1 ^ ~a2

输出组合,如下示例,输出abcd的组合。

public static void main(String[] args) {
    char[] chars = "abcd".toCharArray();
    int len = chars.length;
    
    int bits = (1 << len) - 1;
    for (int i = bits; i > 0 ; i = (i - 1) & bits) {
        System.out.printf("%" + len + "s:", Integer.toBinaryString(i));
        for(int j = 0; j < len; j++) {
            if(((i >> j) & 1) == 1)
                System.out.print(chars[j]);
        }
        System.out.println();
    }
}

输出结果:

1111:abcd
1110:bcd
1101:acd
1100:cd
1011:abd
1010:bd
1001:ad
1000:d
 111:abc
 110:bc
 101:ac
 100:c
  11:ab
  10:b
   1:a

位移注意事项:

  • >>是带符号右移,即正数时左边补0,负数时左边补1。
  • >>>是无符号右移,即总是左边补0。

Long.bitCount(long),Integer.bitCount(int):计算1的数量。

BitSet:用于表示可以比long更长的存储位数。

  • int cardinality(),计算1的数量。
  • and(BitSet),与运算,即保留指定项,a &= b。boolean intersects(BitSet),判断是否存在公共项。
  • or(BitSet),或运算,即开启指定项,a |= b。
  • xor(BitSet),异或运算,切换指定项,即a ^= b。flip(...),切换指定项,即a ^= b。
  • andNot(BitSet),与非运算,即关闭目标项,a &= ~b。
  • int length(),获取长度。boolean isEmpty(),判断长度是否为0。
  • set(...),开启指定项。clear(...),关闭指定项。set(..., boolean),设置指定项的值。clear(),关闭所有项,并清空,即长度重置为0。
  • boolean get(int),获取指定项的开关值。
  • int previousSetBit(int)/int nextSetBit(int):从指定位置开始查找上一个/下一个开启项的索引。
  • int previousClearBit(int)/int nextClearBit(int):从指定位置开始查找上一个/下一个关闭项的索引。
  • BitSet get(int, int):截取子集。
  • 构造:s+valueOf(ByteBuffer/byte[]/LongBuffer/long[])
  • 转换:toLongArray()/toByteArray()

参考文章:http://blog.csdn.net/u011039332/article/details/49967559

原文地址:https://www.cnblogs.com/hvicen/p/6216488.html