各种位运算的使用
1. & 运算
二进制中 1 & 1 = 1 1 & 0 = 0 0 & 0 = 0 0 & 1 = 0
& 运算通常用于二进制取位操作,例如一个数 & 1的结果就是取二进制的最末位。这可以用来判断一个整数的奇偶,二进制的最末位为0表示该数为偶数,最末位为1表示该数为奇数.
2. | 运算
| 运算通常用于二进制特定位上的无条件赋值,例如一个数 | 1的结果就是把二进制最末位强行变成1。如果需要把二进制最末位变成0,对这个数 | 1之后再减一就可以了,其实际意义就是把这个数强行变成最接近的偶数。
3. ^ 运算
^ 运算通常用于对二进制的特定一位进行取反操作,因为异或可以这样定义:0和1异或0都不变,异或1则取反。
^ 运算的逆运算是它本身,也就是说两次异或同一个数最后结果不变,即(a ^ b) ^ b = a。^ 运算可以用于简单的加密,比如我想对我MM说1314520,但怕别人知道,于是双方约定拿我的生日19880516作为密钥。1314520 ^ 19880516 = 20665500,我就把20665500告诉MM。MM再次计算20665500 ^ 19880516的值,得到1314520,于是她就明白了我的企图。
4. ~ 运算
~ 运算的定义是把内存中的0和1全部取反。使用 ~ 运算时要格外小心,你需要注意整数类型有没有符号。如果 ~ 的对象是无符号整数(不能表示负数),那么得到的值就是它与该类型上界的差,因为无符号类型的数是用$0000到$FFFF依次表示的。下面的两个程序(仅语言不同)均返回65435。
5. << 运算
a << b就表示把a转为二进制后左移b位(在后面添b个0)。例如100的二进制为1100100,而110010000转成十进制是400,那么100 << 2 = 400。可以看出,a << b的值实际上就是a乘以2的b次方,因为在二进制数后添一个0就相当于该数乘以2。
通常认为a << 1比a * 2更快,因为前者是更底层一些的操作。因此程序中乘以2的操作请尽量用左移一位来代替。
6. >> 运算
和 >> 相似,a >> b表示二进制右移b位(去掉末b位),相当于a除以2的b次方(取整)。我们也经常用 >> 1来代替 / 2(div 2),比如二分查找、堆的插入操作等等。想办法用 >> 代替除法运算可以使程序效率大大提高。最大公约数的二进制算法用除以2操作来代替慢得出奇的 % (mod)运算,效率可以提高60%。