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简单理解和应用程序中的位运算符

2019-11-11 01:57:23
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位运算符在实际项目中使用的比较少,但是由于效率高,并且有助于理解程序底层,还有有理解的必要的,我之前一直都位运算符比较疑惑,做了些算法题之后渐渐理解了。 按位与:”&” 例子: 2 (0010) & 7 (0111) => 2 (0010) 按位异或 :”^” 例子: 2 (0010) ^ 7 (0111) => 5 (0101) 按位或: “|” 例子:2 (0010) | 7 (0111) => 7 (0111) 按位非”~” 例子: ~2(0010) => -3 (1101) 注意这里-3是2的补余,负数的显示方式和正数不同,首位是1,后面是补余。如: 1111 是 -1, 1110 是 -2, 即 ~2 + 1, ~0010 => 1101, 1101 + 1 = 1110 => 2 1101 是 -3, 即 ~3 + 1

所以如果想要获得一个正整数的相反数,只要使用 ~x + 1 即可;

位移: “<<” 和 “>>” 例子: 2 (0010) << 1=> 4 (0100) 2 (0010) >> 1=> 1 (0001)

应用,使用位操作符实现程序中的加法操作: 首先我们要使用按位与“&”操作符来找到进位数,因为在二进制当中,两个数相加,只有同一位上都是1,才会向上进一位; 然后使用异或操作符“^”来计算两个数相加之后当前位的值(此时不考虑进位数),因为二进制中只有一个是0,另一个是1,相加后当前位才是1; 最后将进位数左移一位,加到原来已经相加的结果上,产生下一个进位数,直到进位数等于0;

// 迭代算法public int GetSum(int a, int b) { if (a == 0) return b; if (b == 0) return a; while (b != 0) { int carry = a & b; a = a ^ b; b = carry << 1; } return a;}// 迭代算法public int GetSubtract(int a, int b) { while (b != 0) { int borrow = (~a) & b; a = a ^ b; b = borrow << 1; } return a;}// 递归算法public int GetSum(int a, int b) { return (b == 0) ? a : getSum(a ^ b, (a & b) << 1);}// 递归算法public int GetSubtract(int a, int b) { return (b == 0) ? a : getSubtract(a ^ b, (~a & b) << 1);}// 获得一个数的相反数public int Negate(int x) { return ~x + 1;}
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