C++ 中的位操作
定義二進位制變數:
一般是以八進位制或者十六進位制來定義,八進位制數以0開頭,十六進位制數以0x開頭
例如int a = 0x80, 這裡的80只能表示8個二進位制位,它表示的是int的低8位,前面的24個二進位制位補0,所以a = 128;也可以 a = –0x80, 此時a = -128;8進位制同理
需要注意的是:如果0x…能夠在整形內表示,則其預設是int,否則再看unsigned int能否表示,接著long long ,再接著unsigned long long (可以用cout<<typeid(0xF0).name();檢視變數型別)
關於移位操作:
<< 左移位操作:從右邊開始用0補空位
>>右移位操作:對於無符號數從左邊開始補0;對於有符號數,或者補符號位,或者補0,由編譯器決定(gcc的編譯器是補符號位)
注意:移位的數目是負數或者移位出界時(最多隻能移位型別二進位制位大小-1),這個操作符的行為是未定義的,可以參考C++移位運算子,位操作只針對整數型別(int long等)或者char型別的資料
常用二進位制位操作(如果沒強調,expr可以是無符號或有符號整數):具體請參考c_c++刁鑽問題各個擊破之位運算及其例項(2)
1. 將expr的第n(n從0開始)位設定為1: expr |= (1<<n);
2. 將expr的第n(n從0開始)位設定為0: expr &= (~(1<<n));
3. 判斷expr的第n(n從0開始)位是否為1:bool b = expr &(1<<n);
4. 翻轉expr的第n(n從0開始)位:expr ^= (1<<n);
5. 將最右側的1翻轉成0:expr &= (expr-1) (可以用來判斷二進位制中1的個數,每次翻轉一個1,知道數字變為0) 本文地址
6. 向右連續傳播最右側的1位:expr |= (expr-1) (該操作使00101000 變為 00101111)
7. 檢查無符號數expr
8. 將右側的連續1位串翻轉成0位串,其他保持不變:expr = ((expr|(expr-1))+1)&expr
9. 檢查無符號整數expr是否等於2的兩個整數次冪之差 if(((expr|(expr-1))+1)&expr == 0)return true; (只要說明:無符號數二進位制中所有的1都在一起)
10. 對於整數expr,求最小的、比expr大的整數M,使得M與expr的二進位制表示中有相同數目的1, 如下,具體可參考給力!高效!易懂!位運算求組合
int NextN(int N)
{
int x = N&(-N);
int t = N+x;
return t | ((N^t)/x)>>2;
}
需要注意的是:如果沒有比expr大且二進位制中1相同的數,函式返回-1
11. 迴圈移位,以整形舉例,迴圈左移和右移函式如下
int rotateLeft(int a, unsigned int n)//迴圈左移n位
{
n %= 32;
if(n == 0)return a;
return (a << n) | ((a & 0xFFFFFFFF) >> (32 - n));
}int rotateRight(int a, unsigned int n)//迴圈右移n位
{
n %= 32;
if(n == 0)return a;
return ((a & 0xFFFFFFFF) >> n) | (a << (32 - n));
}
例如:
a = 01111011,迴圈左移2位的正確結果是: b=11101101
b = a >> (8 - 2); //用來得到正常左移丟失的位和迴圈移位後其正確位置 //b=00000001;
a = a << 2; //a = 11101100
a = a | b; //a = 11101101
注意1:按照上面的例子,我們需要的是右移操作右邊補0;但是如果輸入是個負數,c++沒有規定右移操作是怎麼補位的,而大部分編譯器是補符號位,所以此時需要把這個負數轉化成無符號整數,這就是a & 0xFFFFFFFF的作用(0xFFFFFFFF的型別是unsigned int)
注意2:當n 超過32時,需要n = n%32 這相當於迴圈移了好幾圈;另外如果n = 0,那麼32-n = 32,而整數移位操作對於大於31的移動位數是未定義的行為(見上面移位操作那部分紅字註釋)
12.提取整形中某一bit值
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
int GetBit(int num,int bit)
{
if(bit < 0 || bit > 31)
return -1;
else
return
(num>>bit)&0x01;
}
// 這個函式可以簡單點的,或者都可以不用單獨寫個函數了!
int GetBit( int num, int pos)
{
return (num & (1 << pos));
}
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