CrackingtheCodeInterview之位操作

最新推荐文章于 2024-04-19 09:59:02 发布

Alex123980

最新推荐文章于 2024-04-19 09:59:02 发布

阅读量449

点赞数 1

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏： Interview 文章标签： CrackingtheCodeInter 位操作

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Alex123980/article/details/51821872

Interview 专栏收录该内容

30 篇文章

订阅专栏

本文介绍了多种位操作技巧及其应用场景，包括位掩码使用、位翻转、位计数等，并提供了具体的代码示例，帮助读者掌握高效编程方法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

NO1. 给定两个32位的整数N与M，以及表示比特位置的i与j。编写一个方法，将M插入N，使得M从N的第j位开始，到第i位结束。假定从j位到i位足以容纳M，也即若M=10011，那么j和i之间至少可容纳5个位。例如，不可能出现j=3和i=2的情况，因为第3位和第2位之间放不下M。

示例：输入：N=1000 0000 0000 0000， M=1 0011，i=2，j=6

输出：N=1000 0000 0100 1100.

解法：1、清除N的j到i位，可使用掩码11111000111与N相与即可。

2、将M左移i-1位

3、将M和N进行或操作即可。

int updateBits(int n,int m,int j,int i){
		int temp=((~0)<<j)|((1<<i)-1);//表示111110000011111
		n&=temp;//清空j到i之间的所有数，置为零
		m<<=(i-1); 
		return m|n;
	}

NO2. 给定一个介于0和1之间的实数（如0.72），类型为double，打印它的二进制表示。如果该数字无法精确地用32位以内的二进制表示，则打印“ERROR”。

解法：对于十进制整数化为二进制采用除2取余的方法，对于十进制整数则采用乘2取整的方法。

void printBinary(double num){
		if(num>=1||num<=0)
		return "ERROR";
		string str("0.");
		while(num){
			if(str.size()>=32)
			return "ERROR";
			num<<=1;
			if(num>=1){
				num-=1;
				str+='1';
			}
			else{
				str+='0';
			}
		}
		cout<<str<<endl;
	}

NO3. 给定一个正整数，找出与其二进制表示中1的个数相同、且大小最接近的那两个数（一个略小，一个略大）。

解法1：蛮力法，找出目标数字中1的个数，分别从该数字开始向两端扩散，直到某个数字跟目标数字中1的个数一样。

解法2：位操作法，首先找较大的数，记数字的尾部0的个数为c0，记数字最右端连着的1的个数为c1，令p=c0+c1+1，则p位为0，将p位改为1，在1--p-1位先清零，然后在最右端添加c1-1个1即可。然后找较小的数，记数字尾部1的个数为c1，记数字最右端连着的0的个数为c0，令p=c0+c1+1，则p位为1，将p为置为0，在1--p-1位先清0，然后在最左端添加c1+1个1即可。

解法3：算术解法，在位操作的基础上，根据c0和c1关系用数学表达式直接返回，代码更加简洁。

NO4. 解释代码（（n&(n-1)）==0）的具体含义。

a&b==0说明，a和b的取反，所有的二进制位都不相同，那么n和n-1具有取反关系，则表明n为2的指数幂。

NO5. 编写一个函数，确定需要改变几个位，才能将整数A转成整数B。示例，输入：31,14。输出：2

解法：A异或B得到了A和B中所有二进制位的关系，若相同就为0，若不同就为1，所以只需统计A^B中1的个数，在统计1的个数时，可以采用移位和1相与的操作完成，还可以采用一个更好的方法N&（N-1），检查最低有效位。

NO6. 编写程序，交换某个整数的奇数位和偶数位，使用指令越少越好（也就是说，位0与位1交换，位2与3交换，依次类推）。

解法：取0xAAAA为掩码和整数与操作，得到奇数位数字，向右移位1次，取0x5555为掩码和整数与操作，得到偶数位数字，向左移位1次，二者相或得到结果。

NO7. 数组A包含0到n的所有整数，但其中缺了一个。在这个问题中，只用一次操作无法取得数组A里某个整数的完整内容。此外，数组A的元素皆以二进制表示，唯一可用的访问操作是“从A【i】取出第j位数据”，该操作的时间复杂度为常数。请编写代码找出那个缺失的整数。你有办法在O（n）时间内完成吗？

解法：若是可以直接访问所有整数，那我们可以计算所有整数的和，然后用公式n*(n+1)/2减去它就得到了缺少的数，此题也可通过计算每一个数的十进制然后利用以上方法，不过时间复杂度较高O（N*logN）。这里只能根据每一位中0和1的总个数的比较判断缺少数值在该位为0还是1了，若n为奇数，则总共有偶数个数，每一位的0和1应该相等，若n为偶数，则总数为奇数，每一位的0的个数和1中多一个。

NO8. 有个单色屏幕存储一个一维字节数组中，使得8个连续像素可以存放在一个字节里。屏幕宽度为w，且w可被8整除（即一个字节不会分布在两行上），屏幕高度可由数组长度及屏幕宽度推算得出。请实现一个函数drawHorizontalLine(byte[] screen,int width,int x1,int x2,int y),绘制从点（x1，y）到点（x2，y）的水平线。

解法：粗糙解法，for循环迭代逐个点打印，巧妙解法，逐个字节操作，两端分别操作。