C语言位操作运算详解

位运算程序中的所有数在计算机内存中都是以二进制的形式储存的。位运算就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作位操作的优势位运算是一种底层的运算，往往比我们普通的运算要快上许多许多位运算是最高效而且占用内存最少的算法操作，执行效率非常高位运算操作的是二进制数，会拥有一些二进制的特性，在实际问题可以方便运用位运算只需较低的空间需求位运算使用能使程序变得更加简洁和优美位运算可以表示一些状态集合运算符号下面的a和b都是整数类型，则：含义C语言按位与a&b按位或a|b按位异或a^b按位取反~a左移ab带符号右移ab无符号右移优先级C语言中位运算符之间，按优先级顺序排列为优先级符号1~2、3&4^5|6&=、^=、|=、=、=概念简介以及技巧本文会以C语言的交互环境来做代码演示常见的二进制位的变换操作and运算&判断奇偶数对于除0以外的任意数x，使用x&1==1作为逻辑判断即可if(x&1==1){}判断某个二进制位是否为1比如第7位,0x40转到二进制是01000000,代表第7位是1.if(n&0x40){//TODO:添加你要处理的代码}字节读取(x0)&0x000000ff/*获取第0个字节*/(x8)&0x000000ff/*获取第1个字节*/(x16)&0x000000ff/*获取第2个字节*/(x24)&0x000000ff/*获取第3个字节*/判断一个数是不是22的指数boolisPowerOfTwo(intn){if(n=0)returnfalse;return(n&(n-1))==0;}取余//得到余数intYu(intnum,intn){inti=1n;returnnum&(i-1);}指定二进制位数截取比如说16位二进制数A：1001100110011000，如果来你想获A的哪一位的值,就把数字B：0000000000000000的那一位设置为1.比如说我想获得A的第三位就把B的第三位数字设置为1，则B为0000000000000100，设置完之后再把A、B求与，其结果若为0，说明A的第三位为0，其结果为1，说明A的第三位为1.同理：若要获得A的第五位，就把B设置为0000000000010000，之后再求与。通常在我们的程序中，数字B被称为掩码，其含义是专门用来测试某一位是否为0的数值。统计二进制中1的个数利用x=x&(x-1)，会将x用二进制表示时最右边的一个1变为0，因为x-1会将该位变为0.intCount(intx){intsum=0;while(x){sum++;x=x&(x-1);}returnsum;}or操作生成组合编码，进行状态压缩当把二进制当作集合使用时，可以用or操作来增加元素。合并编码在对字节码进行加密时，加密后的两段bit需要重新合并成一个字节，这时就需要使用or操作。求一个数的二进制表达中0的个数intGrial(intx){intcount=0;while(x+1){count++;x|=(x+1);}returncount;}xor操作两个整数交换变量名voidswap(int&a,int&b){a^=b;b^=a;a^=b;}判断两个数是否异号intx=-1,y=2;boolf=((x^y)0);//trueintx=3,y=2;boolf=((x^y)0);//false数据加密将需要加密的内容看做A，密钥看做B，A^B=加密后的内容C。而解密时只需要将C^密钥B=原内容A。如果没有密钥，就不能解密！#includestdio.h#includestdlib.h#includestring.h#defineKEY0x86intmain(){charp_data[16]={HelloWorld!};charEncrypt[16]={0},Decode[16]={0};inti;for(i=0;istrlen(p_data);i++){Encrypt[i]=p_data[i]^KEY;}for(i=0;istrlen(Encrypt);i++){Decode[i]=Encrypt[i]^KEY;}printf(Initialdate:%s\n,p_data);printf(Encryptdate:%s\n,Encrypt);printf(Decodedate:%s\n,Decode);return0;}数字判重利用了二进制数的性质：x^y^y=x。我们可见，当同一个数累计进行两次xor操作，相当于自行抵销了,剩下的就是不重复的数找出没有重复的数intfind(int[]arr){inttmp=arr[0];for(inti=1;iarr.length;i++){tmp=tmp^arr[i];}returntmp;}not操作交换符号intreversal(inta){return~a+1;}取绝对值（效率高）1.n31取得n的符号2.若n为正数，n31等于03.若n为负数，n31等于-14.若n为正数n^0=0,数不变5.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变符号并且为n的绝对值减1，再减去-1就是绝对值intabs(intn){return(n^(n31))-(n31);}也可以这样使用intabs(intn){inti=n31;returni==0?n:(~n+1);}从低位到高位.将n的第m位置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intsetBitToOne(intn,intm){returnn|(1(m-1));}同理从低位到高位,将n的第m位置0,代码如下intsetBitToZero(intn,intm){returnn&~(1(m-1));}shl操作&shr操作求2的N次方1n高低位交换unsignedshorta=34520;a=(a8)|(a8);进行二进制逆序unsignedshorta=34520;a=((a&0xAAAA)1)|((a&0x5555)1);a=((a&0xCCCC)2)|((a&0x3333)2);a=((a&0xF0F0)4)|((a&0x0F0F)4);a=((a&0xFF00)8)|((a&0x00FF)8);获得int型最大最小值intgetMaxInt(){return(131)-1;//2147483647，由于优先级关系，括号不可省略}intgetMinInt(){return131;//-2147483648}m的n次方//自己重写的pow()方法intpow(intm,intn){intsum=1;while(n!=0){if(n&1==1){sum*=m;}m*=m;n=n1;}returnsum;}找出不大于N的最大的2的幂指数intfindN(intn){n|=n1;n|=n2;n|=n4;n|=n8//整型一般是32位，上面我是假设8位。return(n+1)1;}二分查找32位整数的前导0个数intnlz(unsignedx){intn;if(x==0)return(32);n=1;if((x16)==0){n=n+16;x=x16;}if((x24)==0){n=n+8;x=x8;}if((x28)==0){n=n+4;x=x4;}if((x30)==0){n=n+2;x=x2;}n=n-(x31);returnn;}位图的操作将x的第n位置1，可以通过x|=(xn)来实现set_bit(charx,intn);将x的第n位清0，可以通过x&=~(1n)来实现clr_bit(charx,intn);取出x的第n位的值，可以通过(xn)&1来实现get_bit(charx,intn);如下:#defineclr_bit(x,n)((x)&=~(1(n)))#defineset_bit(x,n)((x)|=(1(n)))#defineget_bit(x,n)(((x)(n))&1)