位运算

位运算就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作

一、&,and运算:

  如:6 & 5——》110 & 101——》100

  同位为1,则得1,否则得0

  and运算通常用于二进制的取位操作,例如一个数 and 1的结果就是取二进制的最末位。这可以用来判断一个整数的奇偶,二进制的最末位为0表示该数为偶数,最末位为1表示该数为奇数。

使用场景:

二、|,or运算:

  如:6 | 5——》 110 | 101——》 111

  同位存在1,则得1,否则得0  (或者说同位为0得0,否则为1)

  使用场景:  

  or运算通常用于二进制特定位上的无条件赋值,例如一个数or 1的结果就是把二进制最末位强行变成1。如果需要把二进制最末位变成0,对这个数or 1之后再减一就可以了,其实际意义就是把这个数强行变成最接近的偶数。

三、^,xor运算(异或)

  xor运算的逆运算是它本身,也就是说两次异或同一个数最后结果不变,既:(a xor b) xor b = a

  xor运算可以用于简单的加密,比如我想对我MM说1314520,但怕别人知道,于是双方约定拿我的生日19880516作为密钥。1314520 xor 19880516 = 20665500,我就把20665500告诉MM。MM再次计算20665500 xor 19880516的值,得到1314520,于是她就明白了我的企图

  同位值不同则该位为1, 否则该位为0

  如:6 ^ 5——》110 ^ 101——》 011

四、~,not运算

  not运算的定义是把内存中的0和1全部取反。使用not运算时要格外小心,你需要注意整数类型有没有符号。如果not的对象是无符号整数(不能表示负数),那么得到的值就是它与该类型上界的差,如:~6——》~110——》001——》111-110=001

五、<<,shl运算

  a shl b就表示把a转为二进制后左移b位(在后面添b个0),如10的二进制为1010,101000的十进制为40,所以10<<2得40,由此可见a<<b相当于a乘以2的b次方

  通常认为a shl 1比a * 2更快,因为前者是更底层一些的操作。因此程序中乘以2的操作请尽量用左移一位来代替

六、>>,shr运算

  和shl相似,a shr b表示二进制右移b位(去掉末b位),相当于a除以2的b次方(取整)。我们也经常用shr 1来代替div 2,比如二分查找、堆的插入操作等等。想办法用shr代替除法运算可以使程序效率大大提高。最大公约数的二进制算法用除以2操作来代替慢得出奇的mod运算,效率可以提高60%

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