位运算常用操作总结

最新推荐文章于 2025-01-23 13:35:04 发布

原创最新推荐文章于 2025-01-23 13:35:04 发布 · 286 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

C语言专栏收录该内容

27 篇文章

订阅专栏

本文介绍了位运算在解决特定数学问题中的应用，如通过异或找出数组中唯一元素，二进制位翻转，以及不使用加减法计算平均值等。通过实际代码示例，展示了位运算的强大和高效。

程序中的所有数在计算机内存中都是以二进制的形式储存的。位运算说穿了，就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作。
下面是我最近练习过程中遇到的一些位运算操作：
*在一组数组中找到只出现一次的数:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void fun(int  *p,int k)
{
	int i = 0;
	int tmp = 0;
	while (i<k)
	{
	tmp = tmp^*(p + i);
	i++;
	}
	printf("%d", tmp);
}
int main()
{
	int  a[5] = { 7, 3, 2, 3, 2 };
	fun(a,5);
	system("pause");
}

这段代码用了异或的位操作符，先设置变量temp，并让它的值等于0，0异或任何数都等于任何数，两个相同的数异或等于0，利用这两条性质让它异或等于数组里的每一个数，这样就可以很快捷的找出只出现一次的数。

*让一个数的二进制位翻转

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
unsigned int reverse_bit(unsigned int value)
{
	int tmp = 0;
	int i = 0;
	for (i = 32; i > 0; i--)
	{
		tmp += ((value >> (32 - i)) & 1) << (i - 1);//每次从右至左依次取出value的每一位与1按位与，就得到了该位的二进制值，再左移累加给tmp.
	}

	return tmp;
}
int main()
{
  unsigned int n = 25;
  int ret = 0;
	  ret= reverse_bit(n);
	printf("after:>%u\n", ret);
	system("pause");
	return 0;
}

这段代码用到了移位操作符，在这里要实现二进制位的翻转，首先来分析一下做这道题的思路，我们可以先取出最低位和1按位与，得到该位，然后再把这个数左移至最高位，也就是左移31位，相应的值加给temp,然后再去取第二个数，此时要先将这个数的二进制数右移一位，再和1按位与，得到第二个数，接着再把第二个数左移（i-1）位，此时的i=31,所以左移30位，得到的值加给temp,按照这个思想，累加给temp,就得到了这个数的二进制位翻转之后的值了。

*不用（a+b）/2计算两个数的平均值：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
   int fun(int n,int k)
{
	int tmp = 0;
	if (n >=k)
	{
		tmp = k + ((n - k) >> 1);//括号不能省，右移一位相当于除二
		return tmp;
	}
	else
	{
		tmp = n + ((k - n) >> 1);
		return tmp;
	}
}
int main()
{
	int n = 10;
	int k = 8;
	int ret = fun(n, k);
	printf("%d", ret);
	system("pause");
	return 0;
}

这段代码也用到了移位操作符，所不同的是这里用到了二进制位右移一位相当于除二，左移一位相当于乘以二的性质，所以不用（a+b）/2的方式也可以实现计算两个数的平均数，即用小的那个数加上大数减小数值的一半。
以上几段代码都是用位运算解决了一些数学问题，这里有一段口诀可以帮助我们记忆和应用：

清零取反要用与，某位置一可用或
若要取反和交换，轻轻松松用异或