位运算(解决你初学位运算的所有疑惑)

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叶明明 发表于 2022/03/17 10:18:04 2022/03/17
【摘要】 秋名山码民的主页🎉欢迎关注🔎点赞👍收藏⭐️留言📝🙏作者水平很有限,如果发现错误,一定要及时告知作者 前言由于有些读者朋友私聊我,希望出几期基础算法的讲解,kmp,dp,哈希,搜索,贪心等对初学者还是不太友好,所以我打算更新几期基础算法合集,没办法谁让我宠粉丝呢?彦祖,热巴说你呢,快关注!目录大致如下:排序(十大排序)——已经讲过高精度算法从0->1入门双指针前缀和二分位运算区间合并...

秋名山码民的主页
🎉欢迎关注🔎点赞👍收藏⭐️留言📝
🙏作者水平很有限,如果发现错误,一定要及时告知作者

前言

由于有些读者朋友私聊我,希望出几期基础算法的讲解,kmp,dp,哈希,搜索,贪心等对初学者还是不太友好,所以我打算更新几期基础算法合集,没办法谁让我宠粉丝呢?彦祖,热巴说你呢,快关注!

目录大致如下:

排序(十大排序)——已经讲过
高精度算法
从0->1入门双指针
前缀和
二分
位运算
区间合并

何为位运算?

位操作是程序设计中对位模式按位或二进制数的一元和二元操作。
在许多古老的微处理器上, 位运算比加减运算略快, 通常位运算比乘除法运算要快很多。
在现代架构中, 情况并非如此:位运算的运算速度通常与加法运算相同(仍然快于乘法运算)。

在算法中使用位运算,只有一个目的——就是快!

C语言中六种位运算符:
& 按位与
| 按位或
^ 按位异或
~取反
*>>右移
<<左移
在这里插入图片描述

此刻就有彦祖要说了,这些我都知道,能不能讲一下,**在哪里使用啊?**不要慌,我们接着往下看

常见的用法

位运算实现乘除法:

通常如果需要乘以或除以2的n次方,都可以用移位的方法代替

位运算交换两整数


    void Swap(int &a, int &b)  
    {  
        if (a != b)  
        {  
            int c = a;  
            a = b;  
            b = c;  
        }  
    }  

但是我记得力扣有一道题要求不 使用第三个变量来实现,这就要请出位运算了


    void Swap(int &a, int &b)  
    {  
        if (a != b)  
        {  
            a ^= b;  
            b ^= a;  
            a ^= b;  
        }  
    }  

交换数字
在这里插入图片描述

第一步 a^=b 即a=(a^b);

第二步 b^=a 即b=b^(a^b),由于^运算满足交换律,b^(a^b)=b^b^a。由于一个数和自己异或的结果为0并且任何数与0异或都会不变的,所以此时b被赋上了a的值。

第三步 a^=b 就是a=a^b,由于前面二步可知a=(a^b),b=a,所以a=a^b即a=(a^b)^a。故a会被赋上b的值。

位运算判断奇偶数

我们通过二进制判断奇偶的话,我们可以看该数二进制的最后一位是0的话那么就为偶数。是1的话就为奇数

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int i;
	for(i=0;i<100;++i)
	{
		if(1==(1&i))
			cout<<i<<"是奇数"<<endl;
		else
			cout<<i<<"是偶数"<<endl;
	}
	return 0;
}

位运算改变正负性

变换符号就是正数变成负数,负数变成正数。

如对于-11和11,可以通过下面的变换方法将-11变成11

  1111 0101(二进制) –取反-> 0000 1010(二进制) –加1-> 0000 1011(二进制)

同样可以这样的将11变成-11

  0000 1011(二进制) –取反-> 0000 0100(二进制) –加1-> 1111 0101(二进制)

因此变换符号只需要取反后加1即可

int SignReversal(int a)  
{  
    return ~a + 1;  
}  

求绝对值

对应的复数改变为正数,就是取反+1,正数不变,我们用代码来看

int my_abs(int a)  
{  
    int i = a >> 31;  
    return i == 0 ? a : (~a + 1);  
}  

对于任何数,与0异或都会保持不变,与-1即0xFFFFFFFF异或就相当于取反。因此,a与i异或后再减i(因为i为0或-1,所以减i即是要么加0要么加1)也可以得到绝对值。

int my_abs(int a)  
{  
    int i = a >> 31;  
    return ((a ^ i) - i);  
}  

最后

看在博主这么努力,熬夜肝的情况下,给个免费的三连吧!
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