二进制&bitset(未完成)

1.

与(&)(and):1&1=1, 0&1=0 ,1&0=0 ,0&0=0相同为1,不同为0

或(|)(or):1|1=1 ,0|1=1, 1|0=1 ,0|0=0  有1得1

异或(⊕)(xor):1⊕1=0, 0⊕1=1 ,1⊕0=1 ,0⊕0=0相同为0,不同为1

非(¬)(not): ¬ 1=0 ¬0=1

2.用途:

与(&)主要用于取出某个二进制位 

  读某些位 读x的第pos个二进制位 (x>>pos)&1

  读x的第pos位开始的cnt位 (x>>pos)&((1u<<cnt)-1)

或(|)主要用于强制给某位赋值

异或(⊕)主要用于取反,它的逆运算是其本身。

非(¬)将01全部取反。(对于有符号类型,符号位也会被取反)

  将某些位置为1, 构造遮罩,对于要改为1的位,将遮罩的对应位设为1,否则为0 ;或一下这个遮罩

  将某些位置为0, 构造遮罩,对于要改为0的位,将遮罩的对应位设为0,否则为1 ;与一下这个遮罩

  将某些位置取反 ,构造遮罩,对于要取反的位,将遮罩的对应位设为1,否则为0 ;异或一下这个遮罩

判断奇偶性:&1

对二的幂取模:x&((1<<y)-1)

交换两个数:a^=b^=a^=b

比较两个数是否相等:xor

3.

逻辑(算术)移位用途: <<1 -> *2           <<2 -> *4        >>1 -> /2        >>2 ->/4

4.

5.

把x加一以后,最右边连续的1会变为0 ,最右边的0变成1(NOI2017D1T1),其它位不变 x&(x^(x+1))

6.位运算表示集合

交集:与

并集:或

补集:非

x&y的差集:删除掉x与y的交 x^(x&y)

枚举子集:for(int i=x;i;i=i&(i-1))

bitset

C++的 bitset 在 bitset 头文件中,它是一种类似数组的结构,它的每一个元素只能是0或1,每个元素仅用1bit空间。

bitset常用构造函数有四种,如下

    bitset<4> bitset1;  //无参构造,长度为4,默认每一位为0

    bitset<8> bitset2(12);  //长度为8,二进制保存,前面用0补充

    string s = "100101";
    bitset<10> bitset3(s);  //长度为10,前面用0补充
    
    char s2[] = "10101";
    bitset<13> bitset4(s2);  //长度为13,前面用0补充

    cout << bitset1 << endl;  //0000
    cout << bitset2 << endl;  //00001100
    cout << bitset3 << endl;  //0000100101
    cout << bitset4 << endl;  //0000000010101

注意:

用字符串构造时,字符串只能包含 '0' 或 '1' ,否则会抛出异常。

构造时,需在<>中表明bitset 的大小(即size)。

在进行有参构造时,若参数的二进制表示比bitset的size小,则在前面用0补充(如上面的栗子);若比bitsize大,参数为整数时取后面部分,参数为字符串时取前面部分(如下面栗子):

    bitset<2> bitset1(12);  //12的二进制为1100(长度为4),但bitset1的size=2,        只取后面部分,即00
    string s = "100101";  
    bitset<4> bitset2(s);  //s的size=6,而bitset的size=4,只取前面部分,即1001

    cout << bitset1 << endl;  //00
    cout << bitset2 << endl;  //1001

bitset对于二进制有位操作符,具体如下

    bitset<4> foo (string("1001"));
    bitset<4> bar (string("0011"));

    cout << (foo^=bar) << endl;       // 1010 (foo对bar按位异或后赋值给foo)
    cout << (foo&=bar) << endl;       // 0010 (按位与后赋值给foo)
    cout << (foo|=bar) << endl;       // 0011 (按位或后赋值给foo)

    cout << (foo<<=2) << endl;        // 1100 (左移2位,低位补0,有自身赋值)
    cout << (foo>>=1) << endl;        // 0110 (右移1位,高位补0,有自身赋值)

    cout << (~bar) << endl;           // 1100 (按位取反)
    cout << (bar<<1) << endl;         // 0110 (左移,不赋值)
    cout << (bar>>1) << endl;         // 0001 (右移,不赋值)

    cout << (foo==bar) << endl;       // false (0110==0011为false)
    cout << (foo!=bar) << endl;       // true  (0110!=0011为true)

    cout << (foo&bar) << endl;        // 0010 (按位与,不赋值)
    cout << (foo|bar) << endl;        // 0111 (按位或,不赋值)
    cout << (foo^bar) << endl;        // 0101 (按位异或,不赋值)

此外,可以通过 [ ] 访问元素(类似数组),注意最低位下标为0,如下:

    bitset<4> foo ("1011");
    cout << foo[0] << endl;  //1
    cout << foo[1] << endl;  //1
    cout << foo[2] << endl;  //0

当然,通过这种方式对某一位元素赋值也是可以的,栗子就不放了。

bitset还支持一些有意思的函数,比如:

    bitset<8> foo ("10011011");

    cout << foo.count() << endl;  //5  (count函数用来求bitset中1的位数,foo中共有5个1
    cout << foo.size() << endl;   //8  (size函数用来求bitset的大小,一共有8位

    cout << foo.test(0) << endl;  //true  (test函数用来查下标处的元素是0还是1,并返回false或true,此处foo[0]为1,返回true
    cout << foo.test(2) << endl;  //false  (同理,foo[2]为0,返回false

    cout << foo.any() << endl;  //true  (any函数检查bitset中是否有1
    cout << foo.none() << endl;  //false  (none函数检查bitset中是否没有1
    cout << foo.all() << endl;  //false  (all函数检查bitset中是全部为1

补充说明一下:test函数会对下标越界作出检查,而通过 [ ] 访问元素却不会经过下标检查,所以,在两种方式通用的情况下,选择test函数更安全一些

另外,含有一些函数:

    bitset<8> foo ("10011011");

    cout << foo.flip(2) << endl;  //10011111  (flip函数传参数时,用于将参数位取反,本行代码将foo下标2处"反转",即0变1,1变0
    cout << foo.flip() << endl;   //01100000  (flip函数不指定参数时,将bitset每一位全部取反

    cout << foo.set() << endl;    //11111111  (set函数不指定参数时,将bitset的每一位全部置为1
    cout << foo.set(3,0) << endl;  //11110111  (set函数指定两位参数时,将第一参数位的元素置为第二参数的值,本行对foo的操作相当于foo[3]=0
    cout << foo.set(3) << endl;    //11111111  (set函数只有一个参数时,将参数下标处置为1

    cout << foo.reset(4) << endl;  //11101111  (reset函数传一个参数时将参数下标处置为0
    cout << foo.reset() << endl;   //00000000  (reset函数不传参数时将bitset的每一位全部置为0

同样,它们也都会检查下标是否越界,如果越界就会抛出异常

最后,还有一些类型转换的函数,如下:(很不常用)

    bitset<8> foo ("10011011");

    string s = foo.to_string();  //将bitset转换成string类型
    unsigned long a = foo.to_ulong();  //将bitset转换成unsigned long类型
    unsigned long long b = foo.to_ullong();  //将bitset转换成unsigned long long类型

    cout << s << endl;  //10011011
    cout << a << endl;  //155
    cout << b << endl;  //155

例1:给你n个数,其中有且仅有一个数出现了奇数次,其余的数出现了偶数次,让你输出这个出现了奇数次的数。

要求线性时间,常数空间 (异或一下就可以了)//相同的都消了,不同的留下来了

int a[11] = {0};
int i;
int n = 0;
printf("please input the arr :");
for(i = 0;i < 11;i++)
    scanf("%d",&a[i]);
for(i = 0;i < 11;i++)
    n ^= a[i];
printf("appear the one time number is %d",n);
system("pause");
return 0;

例2:给你n个数,其中有且仅有两个数出现了奇数次,其余的数出现了偶数次,让你输出这两个出现了奇数次的数。 这题卡空间,同时只能存n+2个数。

从头到尾异或一遍 这样我们就得到了需要求的两个数异或后的值 这两个数不相等,异或后的值(k)不为0。 我们随便找出来k二进制表示下为1的一位。 按照这位是0/1 分成两类 对每一类分别使用上一题的算法。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void findoddnum(int a[],int n);
int main()
{
    int a[12];
    int i;
    printf("please input the arr:");
    for(i = 0;i < 12;i++)
    {
        scanf("%d",&a[i]);
    }
    findoddnum(a,12);
    system("pause");
    return 0;
}
void findoddnum(int a[],int n)
{
    int sum = 0;
    int i;
    int j;
    int c = 0;
    int b = 0;
    for(i = 0;i < n;i++)
    {
        sum ^=a[i];
    }
    if(sum == 0)
    {
        printf("No such number!");
    }
    else
    {
        int count = 0;
        int temp = sum;
        int temp1 = 0;
        while(!(temp&1))
        {
            temp >>=1;
            count++;
        }
        for(j = 0;j < n;j++)
        {
            temp1 = a[j];
            if((temp1>>count)&1)
            {
                c ^= temp1;
            }
        }
        b = sum ^ c;
        printf("the first number is %d",c);
        printf("the second number is %d",b);
    }
}

例3:

给你n个数,让你找两个数,使得两数 与 后结果最大。

从最高位开始,如果有>=2个该位为1的数,则该位为0的数全部删除 否则跳过这一位

原文地址:https://www.cnblogs.com/liukx/p/12452218.html