位與&, 位或| ,位異或 ^ 總結


目錄

按位與運算符(&)

參加運算的兩個數據,按二進制位進行“與”運算。

運算規則:0&0=0;  0&1=0;   1&0=0;    1&1=1;

      即:兩位同時為“1”,結果才為“1”,否則為0

例如:3&5  即 0000 0011& 0000 0101 = 00000001  因此,3&5的值得1。

 

另,負數按補碼形式參加按位與運算。

“與運算”的特殊用途:

(1)清零。如果想將一個單元清零,即使其全部二進制位為0,只要與一個各位都為零的數值相與,結果為零。

 

(2)取一個數中指定位

方法:找一個數,對應X要取的位,該數的對應位為1,其余位為零,此數與X進行“與運算”可以得到X中的指定位。

例:設X=10101110,

   取X的低4位,用 X & 0000 1111 = 00001110 即可得到;

   還可用來取X的2、4、6位。

 

按位或運算符(|)

參加運算的兩個對象,按二進制位進行“或”運算。

運算規則:0|0=0;  0|1=1;  1|0=1;   1|1=1;

     即 :參加運算的兩個對象只要有一個為1,其值為1。

例如:3|5 即 00000011 | 0000 0101 = 00000111  因此,3|5的值得7。 

 

另,負數按補碼形式參加按位或運算。

“或運算”特殊作用:

(1)常用來對一個數據的某些位置1。

方法:找到一個數,對應X要置1的位,該數的對應位為1,其余位為零。此數與X相或可使X中的某些位置1。

例:將X=10100000的低4位置1 ,用X | 0000 1111 = 1010 1111即可得到。

 

異或運算符(^)

 

參加運算的兩個數據,按二進制位進行“異或”運算。

運算規則:0^0=0;  0^1=1;  1^0=1;   1^1=0;

   即:參加運算的兩個對象,如果兩個相應位為“異”(值不同),則該位結果為1,否則為0。

 

“異或運算”的特殊作用:

(1)使特定位翻轉找一個數,對應X要翻轉的各位,該數的對應位為1,其余位為零,此數與X對應位異或即可。

例:X=10101110,使X低4位翻轉,用X ^0000 1111 = 1010 0001即可得到。

 

(2)與0相異或,保留原值 ,X ^ 00000000 = 1010 1110。

下面重點說一下按位異或,異或其實就是不進位加法,如1+1=0,,0+0=0,1+0=1。

異或的幾條性質:

 

1、交換律

2、結合律(即(a^b)^c == a^(b^c))

3、對於任何數x,都有x^x=0,x^0=x

4、自反性:  a^b^b=a^0=a;

異或運算最常見於多項式除法,不過它最重要的性質還是自反性:A XOR B XOR B = A,即對給定的數A,用同樣的運算因子(B)作兩次異或運算后仍得到A本身。這是一個神奇的性質,利用這個性質,可以獲得許多有趣的應用。 例如,所有的程序教科書都會向初學者指出,要交換兩個變量的值,必須要引入一個中間變量。但如果使用異或,就可以節約一個變量的存儲空間: 設有A,B兩個變量,存儲的值分別為a,b,則以下三行表達式將互換他們的值 表達式 (值) :

a=a^b;

b=b^a;

a=a^b;

應用舉例1:

 

1-1000放在含有1001個元素的數組中,只有唯一的一個元素值重復,其它均只出現
一次。每個數組元素只能訪問一次,設計一個算法,將它找出來;不用輔助存儲空
間,能否設計一個算法實現?

解法一、顯然已經有人提出了一個比較精彩的解法,將所有數加起來,減去1+2+...+1000的和。
這個算法已經足夠完美了,相信出題者的標准答案也就是這個算法,唯一的問題是,如果數列過大,則可能會導致溢出。
解法二、異或就沒有這個問題,並且性能更好。
將所有的數全部異或,得到的結果與1^2^3^...^1000的結果進行異或,得到的結果就是重復數。

應用舉例2(綜合&和^):(題目鏈接:http://gdutcode.sinaapp.com/problem.php?cid=1051&pid=7)

一系列數中,除兩個數外其他數字都出現過兩次,求這兩個數字,並且按照從小到大的順序輸出.例如 2 2 1 1 3 4.最后輸出的就是3 和4

#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
#define N 1000010
int a[N];
 
int main()
{
    //freopen("why.in", "r", stdin);
    //freopen("why.out", "w", stdout);
    int t;
    scanf("%d", &t);
    while(t--) {
        int n;
        scanf("%d", &n);
        int x = 0;
        for(int i = 1; i <= n; i++) {
            scanf("%d", &a[i]); x ^= a[i];
        }
        int num1 = 0, num2 = 0;
        int tmp = 1;
        while(!(tmp & x)) tmp <<= 1;
        cout<<tmp<<endl;
        for(int i = 1; i <= n; i++) {
            if(tmp & a[i]) num1 ^= a[i];
            else num2 ^= a[i];
        }
        printf("%d %d\n", min(num1, num2), max(num1, num2));
    }
    return 0;
}

 

左移運算符(<<)

 

將一個運算對象的各二進制位全部左移若干位(左邊的二進制位丟棄,右邊補0)。

例:a = a<< 2將a的二進制位左移2位,右補0,

左移1位后a = a *2; 

若左移時舍棄的高位不包含1,則每左移一位,相當於該數乘以2。

右移運算符(>>)

將一個數的各二進制位全部右移若干位,正數左補0,負數左補1,右邊丟棄。

操作數每右移一位,相當於該數除以2。

例如:a = a>> 2 將a的二進制位右移2位,

左補0 or 補1得看被移數是正還是負。

 

 總結

3 & 5  首先轉換成二進制, 然后計算

按位與 &

11, 其他的為0

按位或 !

00,其他為1

異或 ^

相同為真,不同為假

 

左移 運算符 << 

  a << b   == > a *^b 次方,  注意邊界  如果b>32 

 

B % 32 = t , a << t; 32為機器下

右移 >> 

A >> b      == >> a / 2 ^b 次方   

 


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