C C++最新C语言位操作详解(全网最全)(1)，2024年最新掌握这套精编C C++高级面试题解析

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x<<4 1111 0010 0001 0000
x>>(16-4) 0000 0000 0000 0010
y 1111 0010 0001 0010

unsigned rol ( unsigned a，int n)
{ unsigned b ；
b=(a<<n) | (a>>(16-n)) ；
return(b)；}


 计算绝对值

int abs( int x )
{ int y ;
y = x >> 31 ;//二进制最高位
return (x^y)-y ; //or: (x+y)^y
}


##### 综合灵活运用




---


在对6种位操作的使用熟悉了之后，我们怎么将其结合起来来获得更加高级和复杂的使用方法呢。


**注意，位的索引是从0开始的，最低位为第0位。例如int的位从0-31，0位为最低位，31为最高位。**


1. 指定某一位数为1

 宏 #define setbit(x,y) x|=(1<<y)

 比如将x = **0000 0000 0000 0101**的第y = 4位变成1.

 0000 0000 0000 0001<<4 = 0000 0000 0001 0000

 x = x | 0000 0000 0001 0000 = 0000 0000 0000 0101 | 0000 0000 0001 0000 = \*\*0000 0000 0001 0101 \*\*
2. 指定的某一位数置0

 宏 #define clrbit(x,y) x&=~(1<<y)

 比如将x = **0000 0000 0000 0101**的第y = 2位变成0.

 0000 0000 0000 0001<<2 = 0000 0000 0000 0100

 ~(0000 0000 0000 0100) = 1111 1111 1111 1011

 x = x & 1111 1111 1111 1011 = 0000 0000 0000 0101 & 1111 1111 1111 1011= **0000 0000 0000 0001**
3. 指定的某一位数取反

 宏 #define reversebit(x,y) x^=(1<<y)

 比如将x = **0000 0000 0000 0101**的第y = 2位由1变成0.

 0000 0000 0000 0001<<2 = 0000 0000 0000 0100

 x = x ^ 0000 0000 0000 0100 = 0000 0000 0000 0101 ^ 0000 0000 0000 0100 = **0000 0000 0000 0001**
4. 获取的某一位的值

 宏 #define getbit(x,y) ((x) >> (y)&1) 或者 #define GET\_BIT(x, y) ((x & (1 << y)) >> y)

 比如获取x = **0000 0000 0000 0101**的第y = 2位的值.

 0000 0000 0000 0101 >> 2 = 0000 0000 0000 0001

 0000 0000 0000 0001 & 0000 0000 0000 0001 = 0000 0000 0000 0001 = 1
5. 判断某几位连续位的值

 /\* 获取第[n:m]位的值 \*/  
 #define BIT\_M\_TO\_N(x, m, n) ((unsigned int)(x << (31-(n))) >> ((31 - (n)) + (m)))

 这是一个查询连续状态位的例子，因为有些情况不止有0、1两种状态，可能会有多种状态，这种情况下就可以用这种方法来取出状态位，再去执行相应操作。
6. 获取单字节：

 一个32bit数据的位、字节读取操作

#define GET_LOW_BYTE0(x) ((x >> 0) & 0x000000ff) /* 获取第0个字节 */
#define GET_LOW_BYTE1(x) ((x >> 8) & 0x000000ff) /* 获取第1个字节 */
#define GET_LOW_BYTE2(x) ((x >> 16) & 0x000000ff) /* 获取第2个字节 */
#define GET_LOW_BYTE3(x) ((x >> 24) & 0x000000ff) /* 获取第3个字节 */

7. 清零某个字节：

#define CLEAR_LOW_BYTE0(x) (x &= 0xffffff00) /* 清零第0个字节 */
#define CLEAR_LOW_BYTE1(x) (x &= 0xffff00ff) /* 清零第1个字节 */
#define CLEAR_LOW_BYTE2(x) (x &= 0xff00ffff) /* 清零第2个字节 */
#define CLEAR_LOW_BYTE3(x) (x &= 0x00ffffff) /* 清零第3个字节 */

8. 置某个字节为1：

#define SET_LOW_BYTE0(x) (x |= 0x000000ff) /* 第0个字节置1 */
#define SET_LOW_BYTE1(x) (x |= 0x0000ff00) /* 第1个字节置1 */
#define SET_LOW_BYTE2(x) (x |= 0x00ff0000) /* 第2个字节置1 */
#define SET_LOW_BYTE3(x) (x |= 0xff000000) /* 第3个字节置1 */

9. 高低位交换

 对一个字节数据，逐个交换其高低位，例如11010001，经过0-7，1-6，2-5，3-4对应位的交换，变成10001011 。

 对于该问题，我们最先想到的是对原字节通过移位操作来逐位处理，使用另一个变量来存储交换后的结果。这种解决方案处理起来思路清晰，编写代码应该不难。

unsigned char shift_fun1(unsigned char data)
{
unsigned char i;
unsigned char tmp=0x00;
for(i=0;i<8;i++)
{
tmp=((data>>i)&0x01)|tmp;
if(i<7)
tmp=tmp<<1;
}
printf(" after shift fun1 data=%x \n",tmp);
return tmp;
}

 上述代码实现起来不难，而且效率还是比较高的。但是还有比这更简洁的解决方法，在嵌入式开发中遇到交换字节位的问题时通常使用蝶式交换法和查表法来实现。查表法顾名思义即将一些值存到内存中，需要计算时查表即可，但是也会占用额外的存储空间。这里主要再介绍一下蝶式交换法。

 所谓的蝶式交换是这样的：

data=(data<<4)|(data>>4);
data=((data<<2)&0xcc)|((data>>2)&0x33);
data=((data<<1)&0xaa)|((data>>1)&0x55);

 我们可以做一下执行演算：  
 假设原始位序列为 0 1 0 1 1 0 0 1

 data=(data<<4)|(data>>4);之后序列为 1 0 0 1 0 1 0 1

 data=((data<<2)&0xcc)|((data>>2)&0x33); 之后序列为 0 1 1 0 0 1 0 1  
 data=((data<<1)&0xaa)|((data>>1)&0x55); 之后序列为 1 0 0 1 1 0 1 0

 更抽象的来说 原始位为 1 2 3 4 5 6 7 8

 data=(data<<4)|(data>>4); 之后位序为 5 6 7 8 1 2 3 4  
 data=((data<<2)&0xcc)|((data>>2)&0x33); 之后位序为 7 8 5 6 3 4 1 2

 data=((data<<1)&0xaa)|((data>>1)&0x55); 之后位序为 8 7 6 5 4 3 2 1

 由此完成了整个位的逆序转换，下面是具体的实现代码：

unsigned char shift_fun2(unsigned char data)
{
data=(data<<4)|(data>>4);
data=((data<<2)&0xcc)|((data>>2)&0x33);
data=((data<<1)&0xaa)|((data>>1)&0x55);
printf(" after shift fun2 data=%x \n",data);
return data;
}

10. 判断奇偶数

 对于除0以外的任意数x，使用x&1==1作为逻辑判断即可
11. 判断一个数是不是 2 的指数

bool isPowerOfTwo(int n) {
if (n <= 0) return false;
return (n & (n - 1)) == 0;
}

12. 取余，(除数为2的n次方)

//得到余数
int Yu(int num,int n)
{
int i = 1 << n;
return num&(i-1);
}

13. 统计二进制中 1 的个数

 利用x=x&(x-1)，会将x用二进制表示时最右边的一个1变为0，因为x-1会将该位变为0.

int Count(int x)
{ int sum=0;
while(x)
{ sum++;
x=x&(x-1);
}
return sum;
}

14. 生成组合编码，进行状态压缩

 当把二进制当作集合使用时，可以用or操作来增加元素。合并编码 在对字节码进行加密时，加密后的两段bit需要重新合并成一个字节，这时就需要使用or操作。
15. 求一个数的二进制表达中0的个数

int Grial(int x)
{
int count = 0;
while (x + 1)
{
count++;
x |= (x + 1);
}
return count;
}

16. 两个整数交换变量名

void swap(int &a, int &b) {
a ^= b;
b ^= a;
a ^= b;
}

17. 判断两个数是否异号

int x = -1, y = 2;
bool f = ((x ^ y) < 0); // true
int x = 3, y = 2;
bool f = ((x ^ y) < 0); // false

18. 数据加密

 将需要加密的内容看做A，密钥看做B，A ^ B=加密后的内容C。而解密时只需要将C ^ 密钥B=原内容A。如果没有密钥，就不能解密！

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define KEY 0x86
int main()
{
char p_data[16] = {“Hello World!”};
char Encrypt[16]={0},Decode[16]={0};
int i;

for(i = 0; i < strlen(p_data); i++)
{
Encrypt[i] = p_data[i] ^ KEY;
}

for(i = 0; i < strlen(Encrypt); i++)
{
    Decode[i] = Encrypt[i] ^ KEY;
}

printf("Initial date: %s\n",p_data);
printf("Encrypt date: %s\n",Encrypt);
printf("Decode date: %s\n",Decode);

return 0;

}


	17. 求2的N次方
	
	 
	```
	1<<n
	
	```
	18. 高低位交换
	
	 
	```
	unsigned short a = 34520;
	a = (a >> 8) | (a << 8);
	
	```
	19. 进行二进制逆序
	
	 
	```
	unsigned short a = 34520;
	a = ((a & 0xAAAA) >> 1) | ((a & 0x5555) << 1);
	a = ((a & 0xCCCC) >> 2) | ((a & 0x3333) << 2);
	a = ((a & 0xF0F0) >> 4) | ((a & 0x0F0F) << 4);
	a = ((a & 0xFF00) >> 8) | ((a & 0x00FF) << 8);
	
	```
	20. 获得int型最大最小值
	
	 
	```
	int getMaxInt()
	 {
	   return (1 << 31) - 1;//2147483647， 由于优先级关系，括号不可省略
	 }
	 int getMinInt()
	 {
	   return 1 << 31;//-2147483648
	 }
	
	```
	21. m的n次方
	
	 
	```
	//自己重写的pow()方法
	 int pow(int m , int n){
	   int sum = 1;
	   while(n != 0){
	     if(n & 1 == 1){
	       sum \*= m;
	     }
	     m \*= m;
	     n = n >> 1;
	   }
	   return sum;
	 }
	
	```
	22. 找出不大于N的最大的2的幂指数
	
	 
	```
	int findN(int n){
	   n |= n >> 1;
	   n |= n >> 2;
	   n |= n >> 4;
	   n |= n >> 8 // 整型一般是 32 位，上面我是假设 8 位。
	   return (n + 1) >> 1;
	 }
	
	```
	23. 二分查找32位整数的前导0个数
	
	 
	```
	int nlz(unsigned x)
	 {
	  int n;
	  if (x == 0) return(32);
	  n = 1;
	  if ((x >> 16) == 0) {n = n +16; x = x <<16;}
	  if ((x >> 24) == 0) {n = n + 8; x = x << 8;}
	  if ((x >> 28) == 0) {n = n + 4; x = x << 4;}
	  if ((x >> 30) == 0) {n = n + 2; x = x << 2;}
	  n = n - (x >> 31);
	  return n;


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**[如果你需要这些资料，可以戳这里获取](https://bbs.youkuaiyun.com/topics/618668825)**

4; x = x << 4;}
	  if ((x >> 30) == 0) {n = n + 2; x = x << 2;}
	  n = n - (x >> 31);
	  return n;


[外链图片转存中...(img-PPEVRppC-1715715998393)]
[外链图片转存中...(img-KPBokOQ7-1715715998394)]

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