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优秀程序员必须知道的20个位运算技巧

  • 时间:2020-02-09 13:32 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:优秀程序员必须知道的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,所以今天写这篇文章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! [b]一.获得int型最大值 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int getMaxInt(){          return (1<<31) - 1;//2147483647, 由于优先级关系,括号不可省略  } 
另一种写法
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int getMaxInt(){      return -(1<<-1) - 1;//2147483647  } 
另一种写法
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int getMaxInt(){      return ~(1<<31);//2147483647  } 
C语言中不知道int占几个字节时候
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int getMaxInt(){      return ((unsigned int)-1) >> 1;//2147483647  } 
[b]二.获得int型最小值 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int getMinInt(){      return 1<<31;//-2147483648   } 
另一种写法
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int getMinInt(){      return 1 << -1;//-2147483648  } 
[b]三.获得long类型的最大值[/b] C语言版
[u]复制代码[/u] 代码如下:
long getMaxLong(){      return ((unsigned long)-1) >> 1;//2147483647  } 
JAVA版
[u]复制代码[/u] 代码如下:
long getMaxLong(){      return ((long)1<<127)-1;//9223372036854775807  } 
获得long最小值,和其他类型的最大值,最小值同理. [b]四.乘以2运算 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int mulTwo(int n){//计算n*2       return n<<1;  }
[b]五.除以2运算 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int divTwo(int n){//负奇数的运算不可用      return n>>1;//除以2  }
[b]六.乘以2的m次方 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int divTwoPower(int n,int m){//计算n/(2^m)      return n>>m;  } 
[b]七.除以2的m次方 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int divTwoPower(int n,int m){//计算n/(2^m)      return n>>m;  } 
[b]八.判断一个数的奇偶性 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
boolean isOddNumber(int n){      return (n & 1) == 1;  } 
[b]九.不用临时变量交换两个数(面试常考)[/b] C语言版
[u]复制代码[/u] 代码如下:
void swap(int *a,int *b){         (*a)^=(*b)^=(*a)^=(*b);   }
通用版(一些语言中得分开写)
[u]复制代码[/u] 代码如下:
a ^= b;  b ^= a;  a ^= b; 
十.取绝对值(某些机器上,效率比n>0  ?  n:-n 高)
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int abs(int n){  return (n ^ (n >> 31)) - (n >> 31);  /* 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 */  }
[b]十一.取两个数的最大值(某些机器上,效率比a>b ? a:b高)[/b] 通用版
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int max(int a,int b){      return b&((a-b)>>31) | a&(~(a-b)>>31);      /*如果a>=b,(a-b)>>31为0,否则为-1*/  } 
C语言版
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int max(int x,int y){      return x ^ ((x ^ y) & -(x < 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*/  } 
[b]十二.取两个数的最小值(某些机器上,效率比a>b ? b:a高)[/b] 通用版
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int min(int a,int b){      return a&((a-b)>>31) | b&(~(a-b)>>31);      /*如果a>=b,(a-b)>>31为0,否则为-1*/  }
C语言版
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int min(int x,int y){      return y ^ ((x ^ y) & -(x < 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*/  } 
[b]十三.判断符号是否相同 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
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。  } 
[b]十四.计算2的n次方 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int getFactorialofTwo(int n){//n > 0      return 2<<(n-1);//2的n次方  }
[b]十五.判断一个数是不是2的幂 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
boolean isFactorialofTwo(int n){      return (n & (n - 1)) == 0;      /*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*/  } 
[b]十六.对2的n次方取余 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int quyu(int m,int n){//n为2的次方      return m & (n - 1);      /*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*/  } 
[b]十七.求两个整数的平均值 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int getAverage(int x, int y){          return (x+y) >> 1;   }
另一种写法
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int getAverage(int x, int y){          return ((x^y) >> 1) + (x&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*/  }  
下面是三个最基本对二进制位的操作 [b]十八.从低位到高位,取n的第m位 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int getBit(int n, int m){      return (n >> (m-1)) & 1;  } 
[b]十九.从低位到高位.将n的第m位置1 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int setBitToOne(int n, int m){      return n | (1<<(m-1));      /*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*/  }
[b]二十.从低位到高位,将n的第m位置0 [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int setBitToZero(int n, int m){      return n & ~(1<<(m-1));      /* 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*/  } 
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
[u]复制代码[/u] 代码如下:
-~n 
计算n-1
[u]复制代码[/u] 代码如下:
~-n 
取相反数
[u]复制代码[/u] 代码如下:
~n + 1;
另一种写法
[u]复制代码[/u] 代码如下:
(n ^ -1) + 1; 
if(x == a) x = b; if(x == b) x = a;
[u]复制代码[/u] 代码如下:
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
[u]复制代码[/u] 代码如下:
return !!n - (((unsigned)n>>31)<<1);  
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