位运算

简介:   程序中的所有数在计算机内存中都是以二进制的形式储存的。位运算说穿了,就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作。比如,and运算本来是一个逻辑运算符,但整数与整数之间也可以进行and运算。

 

 

程序中的所有数在计算机内存中都是以二进制的形式 储存的。位运算说穿了,就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作。比如,and运算本来是一个逻辑 运算符,但整数与整数之间也可以进行and运算。举个例子,6的二进制是110,11的二进制是1011,那么6 and 11的结果就是2,它是二进制对应位进行逻辑运算的结果(0表示False,1表示True,空位都当0处理)。
110
AND 1011
---------------
0010 --> 2
有人会说,计算6 and 11没有什么实际意义啊。这一系列的文章就将告诉你,位运算到底可以干什么,有些什么经典应用,以及如何用位运算优化你的程序。

 

下面的a和b都是整数类型,则:
含义    Pascal语言 C语言 Java
按位与 a and b a & b a & b
按位或 a or b a | b a | b
按位异或 a xor b a ^ b a ^ b
按位取反 not a ~a ~a
左移 a shl b a << b a << b
带符号右移 a shr b a >> b a >> b
无符号右移     a>>> b
注意C中的逻辑运算和位 运算符号是不同的。520|1314==3882,但520||1314=1,因为逻辑运算时520和1314都相当于True。同样的,!a和~a也是有区别的。

 

有时我们的程序需要一个规模不大的Hash表来记录状态。比如,做数独时我们需要27个Hash表来统计每一行、每一列和每一个小九宫 格里已经有哪些数了。此时,我们可以用27个小于2^9的整数进行记录。例如,一个只填了2和5的小九宫格就用数字18表示(二进制为000010010),而某一行的状态为511则表示这一行已经填满。需要改变状态时我们不需要把这个数转成二进制修改后再转回去,而是直接进行 位操作。在搜索时,把状态表示成整数可以更好地进行判重等操作。这道题是在搜索中使用位运算加速的经典例子。以后我们会看到更多的例子。
下面列举了一些常见的二进制位的变换操作。
功能 | 示例 | 位运算
----------------------+---------------------------+--------------------
去掉最后一位 | (101101->10110) | x shr 1
在最后加一个0 | (101101->1011010) | x shl 1
在最后加一个1 | (101101->1011011) | x shl 1+1
把最后一位变成1 | (101100->101101) | x or 1
把最后一位变成0 | (101101->101100) | x or 1-1
最后一位取反 | (101101->101100) | x xor 1
把右数第k位变成1 | (101001->101101,k=3) | x or (1 shl (k-1))
把右数第k位变成0 | (101101->101001,k=3) | x and not (1 shl (k-1))
右数第k位取反 | (101001->101101,k=3) | x xor (1 shl (k-1))
取末三位 | (1101101->101) | x and 7
取末k位 | (1101101->1101,k=5) | x and(1 shl k-1)
取右数第k位 | (1101101->1,k=4) | x shr (k-1) and 1
把末k位变成1 | (101001->101111,k=4) | x or (1 shl k-1)
末k位取反 | (101001->100110,k=4) | x xor (1 shl k-1)
把右边连续的1变成0 | (100101111->100100000) | x and (x+1)
把右起第一个0变成1 | (100101111->100111111) | x or (x+1)
把右边连续的0变成1 | (11011000->11011111) | x or (x-1)
取右边连续的1 | (100101111->1111) | (x xor (x+1)) shr 1
去掉右起第一个1的左边 | (100101000->1000) | x and (x xor (x-1))(或 x and (-x))
最后这一个在 树状数组中会用到。
Pascal和C中的16进制表示
Pascal中需要在16进制数前加$符号表示,C中需要在前面加0x来表示。这个以后我们会经常用到。
 
http://baike.baidu.com/link?url=CbtldLO3RjKXWiDBruOltlTj4_UI3bRfDxt0jKs4dkHLiQ4hA6bDZfqFqv4zsGAXf2H0gGNhs6yNOjQv4HIiPa#4

 

相关文章
|
缓存 监控 负载均衡
【分布式技术专题】「缓存解决方案」一文带领你好好认识一下企业级别的缓存技术解决方案的运作原理和开发实战(数据缓存不一致分析)
【分布式技术专题】「缓存解决方案」一文带领你好好认识一下企业级别的缓存技术解决方案的运作原理和开发实战(数据缓存不一致分析)
309 2
|
弹性计算 数据库
ECS使用有感
我是一名即将步入社会的大学生,随着网络法等相关专业知识的学习愈发强烈。查询资料时,常常会浏览到制作精美的个人站,因此产生了建设自己个人站的设想,但是由于业余时间少之甚少,同时听闻购买域名与服务器的价格不菲,因此计划一直未能实现
|
安全 测试技术 数据安全/隐私保护
如何恢复部分WannaCry勒索软件加密文件
 如何恢复部分WannaCry勒索软件加密文件 原创作品,允许转载,转载时请务必以超链接形式标明文章 原始出处 、作者信息和本声明。否则将追究法律责任。http://yueque.blog.51cto.com/4580340/1926054    WannaCry勒索软件中毒后的计算机文件会被加密,但是通过测试发现,加密软件先加密文件然后再删除原文件。
1522 0
|
5天前
|
云安全 人工智能 安全
AI被攻击怎么办?
阿里云提供 AI 全栈安全能力,其中对网络攻击的主动识别、智能阻断与快速响应构成其核心防线,依托原生安全防护为客户筑牢免疫屏障。
|
15天前
|
域名解析 人工智能
【实操攻略】手把手教学,免费领取.CN域名
即日起至2025年12月31日,购买万小智AI建站或云·企业官网,每单可免费领1个.CN域名首年!跟我了解领取攻略吧~
|
9天前
|
安全 Java Android开发
深度解析 Android 崩溃捕获原理及从崩溃到归因的闭环实践
崩溃堆栈全是 a.b.c?Native 错误查不到行号?本文详解 Android 崩溃采集全链路原理,教你如何把“天书”变“说明书”。RUM SDK 已支持一键接入。
589 212
|
4天前
|
编解码 Linux 数据安全/隐私保护
教程分享免费视频压缩软件,免费视频压缩,视频压缩免费,附压缩方法及学习教程
教程分享免费视频压缩软件,免费视频压缩,视频压缩免费,附压缩方法及学习教程
234 138
|
存储 人工智能 监控
从代码生成到自主决策:打造一个Coding驱动的“自我编程”Agent
本文介绍了一种基于LLM的“自我编程”Agent系统,通过代码驱动实现复杂逻辑。该Agent以Python为执行引擎,结合Py4j实现Java与Python交互,支持多工具调用、记忆分层与上下文工程,具备感知、认知、表达、自我评估等能力模块,目标是打造可进化的“1.5线”智能助手。
828 60