1.什么是位运算:
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。?、
C++提供了6种位运算符来进行位运算操作:
位运算的操作数是整数类型或字符型.
按位与&运算
将参与运算的两操作数各自对应的二进制位进行与操作。例如:6的二进制是110,11的二进制是1011,那么6 & 11的结果就是2?
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& 运算常常用来将某变量的某些位清0,而保留其它位不变。例如,需要将int型变量n的低8位全置成0,而其余位不变,则用:
& 也常用于二进制取位操作,例如一个数 & 1的结果就是取二进制的最末位。如果要判断n的第8位(从右往左,从1开始数)是否是1,则用
附注:int型是32个二进制位,16进制整数每个数字代表4个二进制位,故16进制int型常量最多是8位。
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按位异或^运算
^运算通常用于对二进制的特定一位进行取反操作.例如n^0xff就使得n的最后8位取反。
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^运算的特点是:如果a^b==c,则有a^c==b和c^b==a
^可用于简单加密,
左移<<运算
a << b就表示把a转为二进制后左移b位(在后面添b个0)。例如100的二进制为1100100,而110010000转成十进制是400,那么100 << 2 = 400。可以看出,a << b的值实际上就是a乘以2的b次方,因为在二进制数后添一个0就相当于该数乘以2(这样做要求保证高位的1不被移出)。
通常认为a << 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。
定义常量时可以用<<运算。你可以方便地用(1 << 16) - 1来表示65535。很多算法和数据结构要求数据规模必须是2的幂,此时可以用<<来定义MAXN等常量。
右移>>运算
a >> b表示二进制右移b位(去掉末b位)。
当a是正整数时,a>>b等价于a/(2的b次方)
当a是负整数时,a>>b并不等价与a/(2的b次方),而是等于a/(2的b次方)上取整。
如a=-9
cout<<a/2; //输出-4.
cout<<(a>>1); //输出-5.
我们也经常用>> 1来代替div 2,比如二分查找、堆的插入操作等等。
用>>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%运算,效率可以提高60%。
二进制求最大公约数原理。
若a、b都是偶数,则gcd(a,b)=2*gcd(a/2,b/2)
若a是奇数、b是偶数,则gcd(a,b)=gcd(a,b/2)
若a、b都是奇数,则gcd(a,b)=gcd((a-b)/2,b)
为正数的时候,补全那个最少的那位数字前面(也就是个位数需要补个0
上下两个数字都为1的话 则它的值就为1 上下两个数字不一样的话结果值就为0
二进制就是这样的结果 就是上下都是1?的话就是1???就是两个数要相同??一个不相同?就是零
即上面的结果为:0100
为负数的话
就变为:
所以-6的值就是1010
则-6+11值就为
结果就是1010
按位异或^运算
相同为0 不相同为1
左移<<运算
左移>>运算
移动n位 高位补原有标示位
无符号右移
取反码:
负数转换二进制取反加1
int newCapacity = 10 + (10 >> 1);
数字1 转换成 2 进制
1*10的0次方 =1
2*10的1次方 =20
5*10的2次方 =500
1*2的0次方 =1
0*2的1次方 =0
1*2的2次方 =4
1G=1024MB 计算机在运行时
1G=1000MB
反码
01.正数的原码,反码,补码都一致
03.负数的反码=符号位不变+其他位取反(1变0 0变1)
04.负数的补码=反码+1
例子: 1-2
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+0 0 0 0 0 1 0 0
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算术右移
int newCapacity = 10 + (10 >> 1);
先算出10的2进制
0 0 0 0 1 0 1 0
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0 0 0 0 0 1 0 1
算术左移
10 << 1
怎么以最快的速度从2 变成 8
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逻辑右移:不管符号位!低位溢出删除,高位补零!
10>>>2
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-1
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& 0 0 0 0 0 1 0 0
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| 0 0 0 0 0 0 1 0
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^ 0 0 0 0 0 1 0 0
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