优秀程序员不得不知道的20个位运算技巧
2014年09月06日转载 · 原文地址
之前在偶然看到这篇文章,看了一下,觉得挺不错的。今天突然想起,却找了好久才找到,所以想收藏在这,免得以后找不到。
Welcome To My Bit Tricks
===
- 获得int型最大值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21int getMaxInt(){
return (1 << 31) - 1; //2147483647, 由于优先级关系,括号不可省略
}
另一种写法
int getMaxInt(){
return ~(1 << 31); //2147483647
}
另一种写法
int getMaxInt(){ //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
int getMaxInt(){
return ((unsigned int) - 1) >> 1; //2147483647
}
获得int型最小值
1
2
3
4
5
6
7
8
9int getMinInt(){
return 1 << 31; //-2147483648
}
另一种写法
int getMinInt(){ //有些编译器不适用
return 1 << -1; //-2147483648
}获得long类型的最大值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13C语言版
long getMaxLong(){
return ((unsigned long) - 1) >> 1; //2147483647
}
JAVA版
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.
乘以2运算
1
2
3int mulTwo(int n){ //计算n*2
return n << 1;
}除以2运算
1
2
3int divTwo(int n){ //负奇数的运算不可用
return n >> 1; //除以2
}乘以2的m次方
1
2
3int mulTwoPower(int n,int m){ //计算n*(2^m)
return n << m;
}除以2的m次方
1
2
3int divTwoPower(int n,int m){ //计算n/(2^m)
return n >> m;
}判断一个数的奇偶性
1
2
3boolean isOddNumber(int n){
return (n & 1) == 1;
}不用临时变量交换两个数(面试常考)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11C语言版
void swap(int *a,int *b){
(*a) ^= (*b) ^= (*a) ^= (*b);
}
通用版(一些语言中得分开写)
a ^= b;
b ^= a;
a ^= b;取绝对值(某些机器上,效率比n>0 ? n:-n 高)
1
2
3
4
5
6
7int 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 */
}取两个数的最大值(某些机器上,效率比a>b ? a:b高)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14通用版
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
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*/
}取两个数的最小值(某些机器上,效率比a>b ? b:a高)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14通用版
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
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*/
}判断符号是否相同
1
2
3
4boolean isSameSign(int x, int y){ //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。
}计算2的n次方
1
2
3int getFactorialofTwo(int n){//n > 0
return 2 << (n-1); //2的n次方
}判断一个数是不是2的幂
1
2
3
4
5boolean isFactorialofTwo(int n){
return n > 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*/
}对2的n次方取余
1
2
3
4
5int 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*/
}求两个整数的平均值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11int getAverage(int x, int y){
return (x + y) >> 1;
}
另一种写法
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
从低位到高位,取n的第m位
1
2
3int getBit(int n, int m){
return (n >> (m-1)) & 1;
}从低位到高位.将n的第m位置1
1
2
3
4
5int 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*/
}从低位到高位,将n的第m位置0
1
2
3
4
5int 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
1
-~n
- 计算n-1
1
~-n
- 取相反数
1
2
3
4
5~n + 1;
另一种写法
(n ^ -1) + 1; - if(x == a) x = b; if(x == b) x = a;
1
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
1 | return !!n - (((unsigned)n >> 31) << 1); |