蒟蒻の小窩(位運算)待更新

這兩天看了位運算,有時候可以簡化求解,下面爲總結:
按位與運算符(&)
參加運算的兩個數據,按二進制位進行“與”運算。
運算規則:0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1;
即:兩位同時爲“1”,結果才爲“1”,否則爲0
例如:3&5 即 0000 0011& 0000 0101 = 00000001 因此,3&5的值得1。
另,負數按補碼形式參加按位與運算。
“與運算”的特殊用途:
(1)清零。如果想將一個單元清零,即使其全部二進制位爲0,只要與一個各位都爲零的數值相與,結果爲零。
(2)取一個數中指定位
方法:找一個數,對應X要取的位,該數的對應位爲1,其餘位爲零,此數與X進行“與運算”可以得到X中的指定位。
例:設X=10101110,
取X的低4位,用 X & 0000 1111 = 00001110 即可得到;
還可用來取X的2、4、6位。
按位或運算符(|)
參加運算的兩個對象,按二進制位進行“或”運算。
運算規則:0|0=0; 0|1=1; 1|0=1; 1|1=1;
即 :參加運算的兩個對象只要有一個爲1,其值爲1。
例如:3|5 即 00000011 | 0000 0101 = 00000111 因此,3|5的值得7。 
另,負數按補碼形式參加按位或運算。
“或運算”特殊作用:
(1)常用來對一個數據的某些位置1。
方法:找到一個數,對應X要置1的位,該數的對應位爲1,其餘位爲零。此數與X相或可使X中的某些位置1。
例:將X=10100000的低4位置1 ,用X | 0000 1111 = 1010 1111即可得到。
異或運算符(^)

參加運算的兩個數據,按二進制位進行“異或”運算。
運算規則:0^0=0; 0^1=1; 1^0=1; 1^1=0;
即:參加運算的兩個對象,如果兩個相應位爲“異”(值不同),則該位結果爲1,否則爲0。
“異或運算”的特殊作用:
(1)使特定位翻轉找一個數,對應X要翻轉的各位,該數的對應位爲1,其餘位爲零,此數與X對應位異或即可。
例:X=10101110,使X低4位翻轉,用X ^0000 1111 = 1010 0001即可得到。

(2)與0相異或,保留原值 ,X ^ 00000000 = 1010 1110。
下面重點說一下按位異或,異或其實就是不進位加法,如1+1=0,,0+0=0,1+0=1。
1、交換律
2、結合律(即(ab)c == a(bc))
3、對於任何數x,都有xx=0,x0=x
4、自反性: abb=a^0=a;
異或運算最常見於多項式除法,不過它最重要的性質還是自反性:A XOR B XOR B = A,即對給定的數A,用同樣的運算因子(B)作兩次異或運算後仍得到A本身。這是一個神奇的性質,利用這個性質,可以獲得許多有趣的應用。
例如,所有的程序教科書都會向初學者指出,要交換兩個變量的值,必須要引入一箇中間變量。但如果使用異或,就可以節約一個變量的存儲空間: 設有A,B兩個變量,存儲的值分別爲a,b,則以下三行表達式將互換他們的值 表達式 (值) :
a=a^b;
b=b^a;
a=a^b;
應用舉例1:

1-1000放在含有1001個元素的數組中,只有唯一的一個元素值重複,其它均只出現
一次。每個數組元素只能訪問一次,設計一個算法,將它找出來;不用輔助存儲空
間,能否設計一個算法實現?
1-1000放在含有1001個元素的數組中,只有唯一的一個元素值重複,其它均只出現一次。每個數組元素只能訪問一次,設計一個算法,將它找出來;不用輔助存儲空間,能否設計一個算法實現?
解法一、顯然已經有人提出了一個比較精彩的解法,將所有數加起來,減去1+2+…+1000的和。這個算法已經足夠完美了,相信出題者的標準答案也就是這個算法,唯一的問題是,如果數列過大,則可能會導致溢出。解法二、異或就沒有這個問題,並且性能更好。將所有的數全部異或,得到的結果與1231000的結果進行異或,得到的結果就是重複數。
左移運算符(<<)

將一個運算對象的各二進制位全部左移若干位(左邊的二進制位丟棄,右邊補0)。
例:a = a<< 2將a的二進制位左移2位,右補0,
左移1位後a = a *2;
若左移時捨棄的高位不包含1,則每左移一位,相當於該數乘以2。
右移運算符(>>)
將一個數的各二進制位全部右移若干位,正數左補0,負數左補1,右邊丟棄。
操作數每右移一位,相當於該數除以2。
例如:a = a>> 2 將a的二進制位右移2位,
左補0 or 補1得看被移數是正還是負。
不同長度的數據進行位運算
如果兩個不同長度的數據進行位運算時,系統會將二者按右端對齊,然後進行位運算。
以“與”運算爲例說明如下:我們知道在C語言中long型佔4個字節,int型佔2個字節,如果一個long型數據與一個int型數據進行“與”運算,右端對齊後,左邊不足的位依下面三種情況補足,
(1)如果整型數據爲正數,左邊補16個0。
(2)如果整型數據爲負數,左邊補16個1。
(3)如果整形數據爲無符號數,左邊也補16個0。
如:long a=123;int b=1;計算a& b。

如:long a=123;int b=-1;計算a& b。

如:long a=123;unsigned intb=1;計算a & b。

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