【C++ - 14】位运算求解两个数的平均值

本文详细介绍了如何使用位运算解决大数相加导致溢出的问题,通过位运算方法求解两个大数的平均值,避免了传统方法因溢出带来的错误结果,并解释了在特定条件下产生溢出的原因。

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1. 给定两个数x和y,朴素算法求解两个数的平均值是(x+y)/2,但是这种方法有个问题就是当x和y的和溢出的时候得到的平均值是错误的,我们可以采用位运算来解决这个问题。

    一般对于x和y不大的时候,利用(x+y) >> 1可以得到两个数的平均值

    对于一个数a,a << n表示的是a*2^n;a >> n表示的是a/2^n

 

2. x和y的平均值可以用以下公式求:(x&y)+((x^y)>>1)

   (x&y)表示的是取出x和y二进制中都为1的数,例如两个数的二进制都为110010&011010,则结果为010010。因为要求平均值则两个位都是1则只要加一个1即可

   (x^y)表示的是x和y表示的异或值,只有两个不同的时候才为1,例如110010^011010为101000。因为要求两个数平均值则这边还要除2直接右移一位即可,即为(x^y)>>1

   

例如

int x = 2147483647;

int y = 2147483647;

cout <<((x+y)>>1)<<endl; //输出的结果为-1

cout<<(x&y)+((x^y)>>1)<<endl; //输出的结果为2147483647

 

解释一下产生(x+y)>> 1产生-1的情况

(1)int的范围是[-2147483648, 2147483647],当x为最大值的时候,x+1直接到-2147483648 

         则x+y则等于-2

(2)x+y = -2除以2的结果是-1

(3)利用位运算则不存在溢出的情况

 

 

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