23个能提高程序效率的位运算技巧

位运算基础知识：Java中的位运算总结

1、获取int型最大值

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

另一种写法

int getMaxInt() {
    return ~(1 << 31);  // 2147483647
}

 还有一种解法，但这种解法有些编译器不适用

int getMaxInt() {
    return (1 << -1) - 1;  // 2147483647
}

C语言不知道int占几个字节的时候可以用这种

int getMaxInt() {
    return ((unsigned int) - 1) >> 1;  // 2147483647
}

2、获取int型最小值

int getMinInt() {
    return 1 << 31;  // -2147483648
}

还有一种写法，但有些编译器不适用

int getMinInt() {
    return 1 << -1;  // -2147483648
}

3、获取long型最大值

C语言版

long getMaxLong() {
    return ((unsigned long) - 1) >> 1;  // 2147483647
}

Java版

long getMaxLong() {
    return ((long)1 << 127) - 1;  // 9223372036854775807
}

4、乘2运算

int mulTwo(int n) {
    return n << 1;
}

5、除以2运算

// 负奇数的运算不可用
int divTwo(int n) {
    return n >> 1;  // 除以2
}

6、乘以2的m次方

int mulTwoPower(int n, int m) {
    return n << m;
}

7、除以2的m次方

int divTwoPower(int n, int m) {
    return n >> m;
}

8、判断一个整数的奇偶性

boolean isOddNumber(int n) {
    return (n & 1) == 1;
}

9、不用临时变量交换两个数（面试常考）

C语言版

void swap(int *a, int *b) {	
    (*a) ^= (*b) ^= (*a) ^= (*b);	
}

通用版

void swap(int a, int b) {
    a ^= b;
    b ^= a;
    a ^= b;
)

10、取绝对值

int abs(int n) {
    /* 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
       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，
       结果n变号并且为n的绝对值减1，再减去-1就是绝对值 */
    return (n ^ (n >> 31)) - (n >> 31);
}

11、取相反数

public static int getOppositeNumber(int a) {
    return ~a + 1;
    // 或者 return ~(a - 1);
    // 或者 return (a ^ -1) + 1;
}

12、取两个数中较小的数

C语言版

int min(int x, int y) {
     /*如果x<y x<y返回1，否则返回0，
       与0做与运算结果为0，与-1做与运算结果不变*/
    return y ^ ((x ^ y) & -(x < y));
}

通用版

int min(int a, int b) {
    /*如果a>=b,(a-b)>>31为0，否则为-1*/
    return a & ((a-b) >> 31) | b & (~(a-b) >> 31);
}

13、取两个数中较大的数

C语言版

int max(int x, int y) {
    /*如果x<y x<y返回1，否则返回0，
、 与0做与运算结果为0，与-1做与运算结果不变*/
    return x ^ ((x ^ y) & -(x < y));
}

通用版

int max(int a, int b) {
    /*如果a>=b,(a-b)>>31为0，否则为-1*/
    return b & ((a-b) >> 31) | a & (~(a-b) >> 31);
}

 14、判断两个数符号是否相同

// 有0的情况例外
boolean isSameSign(int x, int y) { 
    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。
}

15、计算2的n次方

int getFactorialofTwo(int n){  // n > 0
    return 2 << (n-1);  // 2的n次方
}

另一种写法

int getFactorialofTwo(int n) {
    return 1 << n;
}

 16、判断一个数是不是2的幂

boolean isFactorialofTwo(int n) {
    /*如果是2的幂，n一定是100... n-1就是1111....
      所以做与运算结果为0*/
    return n > 0 ? (n & (n - 1)) == 0 : false;
}

17、对2的n次方取余

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

18、求两个整数的平均值

int getAverage(int x, int y) {
    return (x + y) >> 1; 
｝

另一种写法

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

19、从低位到高位，取n的第m位

int getBit(int n, int m) {
    return (n >> (m-1)) & 1;
}

20、从低位到高位，将n的第m位置1

int setBitToOne(int n, int m) {
    /*将1左移m-1位找到第m位，得到000...1...000
      n在和这个数做或运算*/
    return n | (1 << (m-1));
}

21、从低位到高位，将n的第m位置0

int setBitToZero(int n, int m) {
    /* 将1左移m-1位找到第m位，取反后变成111...0...1111
       n再和这个数做与运算*/
    return n & ~(1 << (m-1));
}

22、取整数n的二进制中最后一个1

// 写法一：
-n & n 
// 写法二：
(~n + 1) & n
// 写法三：
~(n - 1) & n

23、去掉整数n的二进制中最后一个1

n & (n - 1)

参考博客：https://blog.youkuaiyun.com/itismelzp/article/details/50326957