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

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0100 0000,代表第7位是1.

if (n&0x40)

{

//TODO:添加你要处理的代码

}

?字节读取

(x >> 0) & 0x000000ff /* 获取第0个字节*/

(x >> 8) & 0x000000ff /* 获取第1个字节*/

(x >> 16) & 0x000000ff /* 获取第2个字节*/

(x >> 24) & 0x000000ff /* 获取第3个字节*/

?判断一个数是不是 22 的指数

bool isPowerOfTwo(int n) {

if (n <= 0) return false;

return (n & (n - 1)) == 0;

}

?取余

//得到余数

int Yu(int num,int n)

{

int i = 1 << n;

return num&(i-1);

}

?指定二进制位数截取

比如说16位二进制数A：1001 1001 1001 1000，如果来你想获A 的哪一位的值,就把数字B：0000 0000 0000 0000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

0000 0000 0000 0100，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0000 0000 0001 0000，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.

int Count(int x)

{ int sum=0;

while(x)

{ sum++;

x=x&(x-1);

}

return sum;

}

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

int Grial(int x)

{

int count = 0;

while (x + 1)

{

count++;

x |= (x + 1);

}

return count;

}

xor操作

?两个整数交换变量名

void swap(int &a, int &b) {

a ^= b;

b ^= a;

a ^= b;

}

?判断两个数是否异号

int x = -1, y = 2;

bool f = ((x ^ y) < 0); // true

int x = 3, y = 2;

bool f = ((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！

#include

#include

#include

#define KEY 0x86

int main()

{

char p_data[16] = {"Hello World!"};

char Encrypt[16]={0},Decode[16]={0};

int i;

for(i = 0; i < strlen(p_data); i++)

{

Encrypt[i] = p_data[i] ^ KEY;

}

for(i = 0; i < strlen(Encrypt); i++)

{

Decode[i] = Encrypt[i] ^ KEY;

}

printf("Initial date: %s\n",p_data);

printf("Encrypt date: %s\n",Encrypt);

printf("Decode date: %s\n",Decode);

return 0;

}

?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

int find(int[] arr){

int tmp = arr[0];

for(int i = 1;i < arr.length; i++){

tmp = tmp ^ arr[i];

}

return tmp;

}

not操作

?交换符号

int reversal(int a) {

return ~a + 1;

}

?取绝对值（效率高）

1.n>>31 取得n的符号

2.若n为正数，n>>31等于0

3.若n为负数，n>>31等于-1

4.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

int abs(int n)

{

return (n ^ (n >> 31)) - (n >> 31);

}

也可以这样使用

int abs(int n)

{

int i = n >> 31;

return i == 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

int setBitToOne(int n, int m)

{

return n | (1 << (m-1));

}

同理从低位到高位,将n的第m位置0,代码如下

int setBitToZero(int n, int m)

{

return n & ~(1 << (m-1));

}

shl操作 & shr操作

?求2的N次方

1<

?高低位交换

unsigned short a = 34520;

a = (a >> 8) | (a << 8);

?进行二进制逆序

unsigned short a = 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

int getMaxInt()

{

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

int getMinInt()

{

return 1 << 31;//-2147483648

}

?m的n次方

//自己重写的pow()方法

int pow(int m , int n){

int sum = 1;

while(n != 0){

if(n & 1 == 1){

sum *= m;

}

m *= m;

n = n >> 1;

}

return sum;

}

?找出不大于N的最大的2的幂指数

int findN(int n){

n |= n >> 1;

n |= n >> 2;

n |= n >> 4;

n |= n >> 8 // 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

int nlz(unsigned x)

{

int n;

if (x == 0) return(32);

n = 1;

if ((x >> 16) == 0) {n = n +16; x = x <<16;}

if ((x >> 24) == 0) {n = n + 8; x = x << 8;}

if ((x >> 28) == 0) {n = n + 4; x = x << 4;}

if ((x >> 30) == 0) {n = n + 2; x = x << 2;}

n = n - (x >> 31);

return n;

}

?位图的操作

将x 的第n 位置1，可以通过x |= (x << n) 来实现set_bit(char x, int n);

将x 的第n 位清0，可以通过x &= ~(1 << n) 来实现clr_bit(char x, int n);

取出 x 的第n 位的值，可以通过(x >> n) & 1 来实现get_bit(char x, int n);

如下:

#define clr_bit(x, n) ( (x) &= ~(1 << (n)) )

#define set_bit(x, n) ( (x) |= (1 << (n)) )

#define get_bit(x, n) ( ((x)>>(n)) & 1 )