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C++ 位運(yùn)算的具體實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2024年02月11日 09:48:44 作者：十秒耿直拆包選手

位運(yùn)算直接對(duì)內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行操作,不需要轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制,因此處理速度非?？?本文主要介紹了C++ 位運(yùn)算的具體實(shí)現(xiàn),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下

任何信息在計(jì)算機(jī)中都是采用二進(jìn)制表示的，數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中是以補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)的，位運(yùn)算就是直接對(duì)整數(shù)在內(nèi)存中的二進(jìn)制位進(jìn)行運(yùn)算。由于位運(yùn)算直接對(duì)內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，不需要轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，因此處理速度非?？臁?/p>

一、位運(yùn)算符

C++ 提供了按位與（&）、按位或（| ）、按位異或（^）、取反（~）、左移（<<）、右移（>>）這 6 種位運(yùn)算符。這些運(yùn)算符只能用于整型操作數(shù)，即只能用于帶符號(hào)或無符號(hào)的 char、short、int 與 long 類型。

&	按位與	兩個(gè)位都為1時(shí)，結(jié)果才為1
\|	按位或	兩個(gè)位都為0時(shí)，結(jié)果才為0
^	按位異或	兩個(gè)位相同為0，相異為1
~	取反	0變1，1變0
<<	左移	各二進(jìn)位全部左移若干位，高位丟棄，低位補(bǔ)0
>>	右移	各二進(jìn)位全部右移若干位，對(duì)無符號(hào)數(shù)，高位補(bǔ)0，有符號(hào)數(shù)，各編譯器處理方法不一樣，有的補(bǔ)符號(hào)位（算術(shù)右移），有的補(bǔ)0（邏輯右移）

1：按位與運(yùn)算符（&）

“a&b”是指將參加運(yùn)算的兩個(gè)整數(shù)a和b，按二進(jìn)制位進(jìn)行“與”運(yùn)算。

運(yùn)算規(guī)則：0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1;

即：兩位同時(shí)為“1”，結(jié)果才為“1”，否則為0
例如：3&5 即 0000 0011& 0000 0101 = 0000 0001 因此，3&5的值得1。
另，負(fù)數(shù)按補(bǔ)碼形式參加按位與運(yùn)算。
按位與&比較實(shí)用的例子：
1、比如我們經(jīng)常要用的是否被2整除，一般都寫成 if(n % 2 ＝＝ 0) 可以換成 if((n&1) ＝＝ 0)
2、按位與運(yùn)算可以取出一個(gè)數(shù)中指定位。例如：要取出整數(shù)84從左邊算起的第3、4、5、7、8位，只要執(zhí)行84 & 59,因?yàn)?4對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制為01010100，59對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制為00111011，01010100 & 00111011= 00010000 可知84從左邊算起的第3、4、5、7、8位分別是0、1、0、0、0。
3、清零。如果想將一個(gè)單元清零，使其全部二進(jìn)制位為0，只要與一個(gè)各位都為零的數(shù)值相與，結(jié)果為零。

與運(yùn)算的用途：

1）清零

如果想將一個(gè)單元清零，即使其全部二進(jìn)制位為0，只要與一個(gè)各位都為零的數(shù)值相與，結(jié)果為零。

2）取一個(gè)數(shù)的指定位

比如取數(shù) X=1010 1110 的低4位，只需要另找一個(gè)數(shù)Y，令Y的低4位為1，其余位為0，即Y=0000 1111，然后將X與Y進(jìn)行按位與運(yùn)算（X&Y=0000 1110）即可得到X的指定位。

3）判斷奇偶

只要根據(jù)最未位是0還是1來決定，為0就是偶數(shù)，為1就是奇數(shù)。因此可以用if ((a & 1) == 0)代替if (a % 2 == 0)來判斷a是不是偶數(shù)。

4）整數(shù)冪

判斷一個(gè)數(shù)n ，是不是2的整數(shù)冪。比如：64＝2^6,所以輸出“yes”,而65無法表示成2的整數(shù)冪的形式，所以輸出“NO”。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{  int n;
   cin>>n;
   if(n&(n-1))cout<<"NO";
   else cout<<"Yes";
}

2：按位或運(yùn)算符（|）

運(yùn)算規(guī)則：0|0=0； 0|1=1； 1|0=1； 1|1=1；

或運(yùn)算的用途：

1）常用來對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)的某些位設(shè)置為1

比如將數(shù) X=1010 1110 的低4位設(shè)置為1，只需要另找一個(gè)數(shù)Y，令Y的低4位為1，其余位為0，即Y=0000 1111，然后將X與Y進(jìn)行按位或運(yùn)算（X|Y=1010 1111）即可得到。

3：按位異或運(yùn)算符（^）

運(yùn)算規(guī)則：0 ^ 0=0； 0 ^ 1=1； 1^ 0=1； 1^1=0；

異或的幾條性質(zhì):

1、交換律
2、結(jié)合律 (a^b)^c == a^(b^c)
3、對(duì)于任何數(shù)x，都有 x^x=0，x^0=x
4、自反性: a^b^b=a^0=a;

異或運(yùn)算的用途：

1）翻轉(zhuǎn)指定位

比如將數(shù) X=1010 1110 的低4位進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，只需要另找一個(gè)數(shù)Y，令Y的低4位為1，其余位為0，即Y=0000 1111，然后將X與Y進(jìn)行異或運(yùn)算（X^Y=1010 0001）即可得到。

2）與0相異或值不變

例如：1010 1110 ^ 0000 0000 = 1010 1110

4：按位取反運(yùn)算符（~）

按位取反運(yùn)算符（~）是指將整數(shù)的各個(gè)二進(jìn)制位都取反，即1變?yōu)?，0變?yōu)?。

5：左移運(yùn)算符（<<）

左移運(yùn)算符是用來將一個(gè)數(shù)的各二進(jìn)制位左移若干位，移動(dòng)的位數(shù)由右操作數(shù)指定（右操作數(shù)必須是非負(fù)值），其右邊空出的位用0填補(bǔ)，高位左移溢出則舍棄該高位。

在高位沒有1的情況下，左移1位相當(dāng)于該數(shù)乘以2，左移2位相當(dāng)于該數(shù)乘以2*2＝4,15＜＜2=60，即乘了４。
但此結(jié)論只適用于該數(shù)左移時(shí)被溢出舍棄的高位中不包含1的情況。

例如：143<<2 結(jié)果為60 因?yàn)?43轉(zhuǎn)換為進(jìn)制為10001111，左移2得00111100 ，結(jié)果為60。

定義：將一個(gè)運(yùn)算對(duì)象的各二進(jìn)制位全部左移若干位（左邊的二進(jìn)制位丟棄，右邊補(bǔ)0）。

設(shè) a=1010 1110，a = a<< 2 將a的二進(jìn)制位左移2位、右補(bǔ)0，即得a=1011 1000。

若左移時(shí)舍棄的高位不包含1，則每左移一位，相當(dāng)于該數(shù)乘以2。

6：右移運(yùn)算符（>>）

定義：將一個(gè)數(shù)的各二進(jìn)制位全部右移若干位，正數(shù)左補(bǔ)0，負(fù)數(shù)左補(bǔ)1，右邊丟棄。

例如：a=a>>2 將a的二進(jìn)制位右移2位，左補(bǔ)0 或者左補(bǔ)1得看被移數(shù)是正還是負(fù)。

操作數(shù)每右移一位，相當(dāng)于該數(shù)除以2。

7：復(fù)合賦值運(yùn)算符

位運(yùn)算符與賦值運(yùn)算符結(jié)合，組成新的復(fù)合賦值運(yùn)算符，它們是：

1、&= 例：a &=b 相當(dāng)于a=a& b
2、|= 例：a |=b 相當(dāng)于a=a |b
3、>>= 例：a >>=b 相當(dāng)于a=a>> b
4、<<= 例：a<<=b 相當(dāng)于a=a<< b
5、^= 例：a ^= b 相當(dāng) a=a ^b

到此這篇關(guān)于C++ 位運(yùn)算的具體實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ 位運(yùn)算內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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