优秀程序员不得不知道的20个位运算技巧

一提起位运算，人们往往想到它的高效性，无论是嵌入式编程还是优化系统的核心代码，适当的运用位运算总是一种迷人的手段，或者当您求职的时候，在代码中写入适当的位运算也会让您的程序增加一丝亮点，最初当我读《编程之美》求“1的数目”时，我才开始觉得位运算是如此之美，后来读到《Hacker's Delight》，感慨到Henry S.Warren把位运算运用的如此神出鬼没，很多程序都十分精妙，我觉得在一个普通的程序中大量运用这样的代码的人简直是疯了！但掌握简单的位运算技巧还是必要的，所以今天写这篇博文把我积累的一些位运算技巧分享给大家，这些技巧不会是如求“1的数目”的技巧，是最基本的一行位运算技巧！

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1.获得int型最大值

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1. intgetMaxInt(){
2. return(1<<31)-1;//2147483647，由于优先级关系，括号不可省略
3. }

另一种写法

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1. intgetMaxInt(){
2. return~(1<<31);//2147483647
3. }

另一种写法

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1. intgetMaxInt(){//有些编译器不适用
2. return(1<<-1)-1;//2147483647
3. }

C语言中不知道int占几个字节时候

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1. intgetMaxInt(){
2. return((unsignedint)-1)>>1;//2147483647
3. }

2.获得int型最小值

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1. intgetMinInt(){
2. return1<<31;//-2147483648
3. }

另一种写法

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1. intgetMinInt(){//有些编译器不适用
2. return1<<-1;//-2147483648
3. }

3.获得long类型的最大值

C语言版

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1. longgetMaxLong(){
2. return((unsignedlong)-1)>>1;//2147483647
3. }

JAVA版

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1. longgetMaxLong(){
2. return((long)1<<127)-1;//9223372036854775807
3. }

获得long最小值，和其他类型的最大值，最小值同理.

4.乘以2运算

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1. intmulTwo(intn){//计算n*2
2. returnn<<1;
3. }

5.除以2运算

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1. intdivTwo(intn){//负奇数的运算不可用
2. returnn>>1;//除以2
3. }

6.乘以2的m次方

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1. intmulTwoPower(intn,intm){//计算n*(2^m)
2. returnn<<m;
3. }

7.除以2的m次方

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1. intdivTwoPower(intn,intm){//计算n/(2^m)
2. returnn>>m;
3. }

8.判断一个数的奇偶性

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1. booleanisOddNumber(intn){
2. return(n&1)==1;
3. }

9.不用临时变量交换两个数（面试常考）

C语言版

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1. voidswap(int*a,int*b){
2. (*a)^=(*b)^=(*a)^=(*b);
3. }

通用版（一些语言中得分开写）

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1. a^=b;
2. b^=a;
3. a^=b;

10.取绝对值（某些机器上，效率比n>0 ? n:-n 高）

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1. intabs(intn){
2. return(n^(n>>31))-(n>>31);
3. /*n>>31取得n的符号，若n为正数，n>>31等于0，若n为负数，n>>31等于-1
4. 若n为正数n^0=0,数不变，若n为负数有n^-1需要计算n和-1的补码，然后进行异或运算，
5. 结果n变号并且为n的绝对值减1，再减去-1就是绝对值*/
6. }

11.取两个数的最大值（某些机器上，效率比a>b ? a:b高）

通用版

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1. intmax(inta,intb){
2. returnb&((a-b)>>31)|a&(~(a-b)>>31);
3. /*如果a>=b,(a-b)>>31为0，否则为-1*/
4. }

C语言版

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1. intmax(intx,inty){
2. returnx^((x^y)&-(x<y));
3. /*如果x<yx<y返回1，否则返回0，
4. 、与0做与运算结果为0，与-1做与运算结果不变*/
5. }

12.取两个数的最小值（某些机器上，效率比a>b ? b:a高）

通用版

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1. intmin(inta,intb){
2. returna&((a-b)>>31)|b&(~(a-b)>>31);
3. /*如果a>=b,(a-b)>>31为0，否则为-1*/
4. }

C语言版

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1. intmin(intx,inty){
2. returny^((x^y)&-(x<y));
3. /*如果x<yx<y返回1，否则返回0，
4. 与0做与运算结果为0，与-1做与运算结果不变*/
5. }

13.判断符号是否相同

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1. booleanisSameSign(intx,inty){//有0的情况例外
2. return(x^y)>=0;//true表示x和y有相同的符号，false表示x，y有相反的符号。
3. }

14.计算2的n次方

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1. intgetFactorialofTwo(intn){//n>0
2. return2<<(n-1);//2的n次方
3. }

15.判断一个数是不是2的幂

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1. booleanisFactorialofTwo(intn){
2. returnn>0?(n&(n-1))==0:false;
3. /*如果是2的幂，n一定是100...n-1就是1111....
4. 所以做与运算结果为0*/
5. }

16.对2的n次方取余

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1. intquyu(intm,intn){//n为2的次方
2. returnm&(n-1);
3. /*如果是2的幂，n一定是100...n-1就是1111....
4. 所以做与运算结果保留m在n范围的非0的位*/
5. }

17.求两个整数的平均值

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1. intgetAverage(intx,inty){
2. return(x+y)>>1;
3. ｝

另一种写法

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1. intgetAverage(intx,inty){
2. return((x^y)>>1)+(x&y);
3. /*(x^y)>>1得到x，y其中一个为1的位并除以2，
4. x&y得到x，y都为1的部分，加一起就是平均数了*/
6. }

下面是三个最基本对二进制位的操作

18.从低位到高位,取n的第m位

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1. intgetBit(intn,intm){
2. return(n>>(m-1))&1;
3. }

19.从低位到高位.将n的第m位置1

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1. intsetBitToOne(intn,intm){
2. returnn|(1<<(m-1));
3. /*将1左移m-1位找到第m位，得到000...1...000
4. n在和这个数做或运算*/
5. }

20.从低位到高位,将n的第m位置0

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1. intsetBitToZero(intn,intm){
2. returnn&~(1<<(m-1));
3. /*将1左移m-1位找到第m位，取反后变成111...0...1111
4. n再和这个数做与运算*/
5. }

另附一些对程序效率上没有实质提高的位运算技巧，一些也是位运算的常识（面试也许会遇到）

计算n+1

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1. -~n

计算n-1

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1. ~-n

取相反数

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1. ~n+1;

另一种写法

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1. (n^-1)+1;

if(x == a) x = b; if(x == b) x = a;

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1. x=a^b^x;

sign函数，参数为n，当n>0时候返回1，n<0时返回-1，n=0时返回0

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1. return!!n-(((unsigned)n>>31)<<1);

如果您知道实用的一行位运算技巧请留言，博主不胜感激，还有我总结的位运算难免有不健壮之处，请您多多批评。

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