优秀程序员不得不知道的20个位运算技巧

优秀程序员不得不知道的20个位运算技巧

分类:语言2012-12-08 09:4530791人阅读评论(122)收藏举报

位运算

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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,所以今天写这篇博文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!

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1.获得int型最大值

[cpp]view plaincopy

intgetMaxInt(){

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

}

另一种写法

[cpp]view plaincopy

intgetMaxInt(){

return~(1 << 31);//2147483647

}

另一种写法

[cpp]view plaincopy

intgetMaxInt(){//有些编译器不适用

return(1 << -1) - 1;//2147483647

}

C语言中不知道int占几个字节时候

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intgetMaxInt(){

return((unsignedint) -1) >>1;//2147483647

}

2.获得int型最小值

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intgetMinInt(){

return1 << 31;//-2147483648

}

另一种写法

[cpp]view plaincopy

intgetMinInt(){//有些编译器不适用

return1 << -1;//-2147483648

}

3.获得long类型的最大值

C语言版

[cpp]view plaincopy

longgetMaxLong(){

return((unsignedlong) - 1) >> 1;//2147483647

}

JAVA版

[java]view plaincopy

longgetMaxLong(){

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.

4.乘以2运算

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intmulTwo(intn){//计算n*2

returnn << 1;

}

5.除以2运算

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intdivTwo(intn){//负奇数的运算不可用

returnn >> 1;//除以2

}

6.乘以2的m次方

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intmulTwoPower(intn,intm){//计算n*(2^m)

returnn << m;

}

7.除以2的m次方

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intdivTwoPower(intn,intm){//计算n/(2^m)

returnn >> m;

}

8.判断一个数的奇偶性

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booleanisOddNumber(intn){

return(n &1) ==1;

}

9.不用临时变量交换两个数(面试常考)

C语言版

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voidswap(int*a,int*b){

(*a) ^= (*b) ^= (*a) ^= (*b);

}

通用版(一些语言中得分开写)

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a ^= b;

b ^= a;

a ^= b;

10.取绝对值(某些机器上,效率比n>0  ?  n:-n 高)

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intabs(intn){

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 */

}

11.取两个数的最大值(某些机器上,效率比a>b ? a:b高)

通用版

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intmax(inta,intb){

returnb & ((a-b) >> 31) | a & (~(a-b) >> 31);

/*如果a>=b,(a-b)>>31为0,否则为-1*/

}

C语言版

[cpp]view plaincopy

intmax(intx,inty){

returnx ^ ((x ^ y) & -(x < y));

/*如果x

、 与0做与运算结果为0,与-1做与运算结果不变*/

}

12.取两个数的最小值(某些机器上,效率比a>b ? b:a高)

通用版

[cpp]view plaincopy

intmin(inta,intb){

returna & ((a-b) >> 31) | b & (~(a-b) >> 31);

/*如果a>=b,(a-b)>>31为0,否则为-1*/

}

C语言版

[cpp]view plaincopy

intmin(intx,inty){

returny ^ ((x ^ y) & -(x < y));

/*如果x

与0做与运算结果为0,与-1做与运算结果不变*/

}

13.判断符号是否相同

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booleanisSameSign(intx,inty){//有0的情况例外

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。

}

14.计算2的n次方

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intgetFactorialofTwo(intn){//n > 0

return2 << (n-1);//2的n次方

}

15.判断一个数是不是2的幂

[java]view plaincopy

booleanisFactorialofTwo(intn){

returnn >0? (n & (n -1)) ==0:false;

/*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*/

}

16.对2的n次方取余

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intquyu(intm,intn){//n为2的次方

returnm & (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*/

}

17.求两个整数的平均值

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intgetAverage(intx,inty){

return(x + y) >>1;

另一种写法

[java]view plaincopy

intgetAverage(intx,inty){

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

18.从低位到高位,取n的第m位

[java]view plaincopy

intgetBit(intn,intm){

return(n >> (m-1)) &1;

}

19.从低位到高位.将n的第m位置1

[java]view plaincopy

intsetBitToOne(intn,intm){

returnn | (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*/

}

20.从低位到高位,将n的第m位置0

[java]view plaincopy

intsetBitToZero(intn,intm){

returnn & ~(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

[cpp]view plaincopy

-~n

计算n-1

[cpp]view plaincopy

~-n

取相反数

[java]view plaincopy

~n +1;

另一种写法

[java]view plaincopy

(n ^ -1) +1;

if(x == a) x = b; if(x == b) x = a;

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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

[cpp]view plaincopy

return!!n - (((unsigned)n >> 31) << 1);

如果您知道实用的一行位运算技巧请留言,博主不胜感激,还有我总结的位运算难免有不健壮之处,请您多多批评。

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作者:nash_  欢迎转载,与人分享是进步的源泉!

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