用异或代替按位求反

按位取反,意思是原来的每一位,1变0,0变1。

按照这个1变0,0变1的标准,若求x的按位取反值,可以用求异或来替代。

异或的本质是模二加,效果是相同为1,相异为0。

对于x = 10101,想要用异或来达到按位取反的效果,就得找出一个特殊的数。令这个数为y,有:

    10101
^         y
_________
    01010

可以发现,y只能是11111,即和x的二进制位数相等的全1。

即若x为一个32位的数,则有 ~x = x ^ 0xffffffff。

 

写代码的时候出现了一些“奇怪”的事情。在vc6.0中有:

;int a = 3;
mov         dword ptr [ebp-0Ch],3

;int b = a ^ 0xffffffff;
00405027   mov         ecx,dword ptr [ebp-0Ch]
0040502A   xor         ecx,0FFh
0040502D   mov         dword ptr [ebp-14h],ecx

源代码给的是0xffffffff,但汇编代码中出现是0xff,只有8位,而且计算结果是对的。

如果只是让a和0xff相异或的话,结果肯定不对。

这里把源代码的0xffffffff换成-1,则有:

;b = a ^ -1;
mov         ecx,dword ptr [ebp-0Ch]
xor         ecx,0FFh
mov         dword ptr [ebp-14h],ecx

看来这里应该是用0xff代表-1,并对0xff进行了扩展变为0xffffffff,否则结果不对。

但是源代码直接写0xff或0xffff看来是不行的。

转载于:https://www.cnblogs.com/rdt2017/p/7082750.html

### 异或运算符 `^` 的作用与应用 在编程语言中,`^` 符号代表的是按异或(XOR)运算符,它是一种运算操作,用于对两个整数的二进制表示逐进行逻辑异或操作。异或的规则是:如果两个对应的二进制相同,则结果为 `0`;如果不同,则结果为 `1`。 例如,对于两个整数 `a = 5`(二进制为 `0101`)和 `b = 3`(二进制为 `0011`),表达式 `a ^ b` 的结果是 `0110`,即十进制的 `6`。 #### 常见用途 1. **交换两个变量的值而不使用临时变量** 异或运算可以用于在不使用额外变量的情况下交换两个整数的值。 ```c int a = 5; int b = 3; a = a ^ b; // a becomes 6 b = a ^ b; // b becomes 5 a = a ^ b; // a becomes 3 ``` 在此过程中,利用了异或的对称性和自反性特性,即 `a ^ a = 0` 且 `a ^ 0 = a` [^3]。 2. **数据加密与校验** 异或操作广泛应用于简单的加密算法和数据校验机制中。由于异或操作具有可逆性,即如果 `c = a ^ b`,那么 `a = c ^ b`,这一特性常被用于信息编码和解码。 3. **掩码操作** 在需要对特定二进制进行翻转(toggle)时,异或可用于实现掩码操作。例如,若要翻转一个整数的第 3 ,可以使用 `value ^ (1 << 2)` 来实现。 4. **查找唯一出现的数字** 在一个整数数组中,如果所有元素都出现两次,只有一个元素出现一次,可以通过对所有元素进行异或操作来快速找到这个唯一值。因为 `a ^ a = 0`,所有重复的值会相互抵消,最终结果即为唯一值。 5. **优化逻辑判断** 异或可用于判断两个数值是否不同。例如,在某些算法中,当需要判断两个布尔值是否不同时,可以直接使用 `a ^ b` 来代替 `a != b`。 #### 异或与其他运算的区别 异或运算不同于按与(`&`)和按或(`|`),后两者分别用于检测是否同时为 `1` 或至少有一个为 `1`。而异或特别适用于需要翻转或比较值的场景 [^2]。
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