C/C++的20個位運算技巧

阿新 • • 發佈：2019-02-22

n) iss 奇偶性 tools light ofo 一起 comment view

一提起位運算，人們往往想到它的高效性，無論是嵌入式編程還是優化系統的核心代碼，適當的運用位運算總是一種迷人的手段，或者當您求職的時候，在代碼中寫入適當的位運算也會讓您的程序增加一絲亮點，最初當我讀《編程之美》求“1的數目”時，我才開始覺得位運算是如此之美，後來讀到《Hacker‘s Delight》，感慨到Henry S.Warren把位運算運用的如此神出鬼沒，很多程序都十分精妙，我覺得在一個普通的程序中大量運用這樣的代碼的人簡直是瘋了！但掌握簡單的位運算技巧還是必要的，所以今天寫這篇博文把我積累的一些位運算技巧分享給大家，這些技巧不會是如求“1的數目”的技巧，是最基本的一行位運算技巧！

1.獲得int型最大值

[cpp] view plaincopy

int getMaxInt(){
return (1 << 31) - 1;//2147483647，由於優先級關系，括號不可省略
}

int getMaxInt(){
return (1 << 31) - 1;//2147483647，由於優先級關系，括號不可省略
}

另一種寫法

[cpp] view plaincopy

int getMaxInt(){
return ~(1 << 31);//2147483647
}

int getMaxInt(){
return ~(1 << 31);//2147483647
}

另一種寫法

[cpp] view plaincopy

int getMaxInt(){//有些編譯器不適用
return (1 << -1) - 1;//2147483647
}

int getMaxInt(){//有些編譯器不適用
return (1 << -1) - 1;//2147483647
}

C語言中不知道int占幾個字節時候

[java] view plaincopy

int getMaxInt(){
return ((unsigned int) - 1) >> 1;//2147483647
}

int getMaxInt(){
return ((unsigned int) - 1) >> 1;//2147483647
}

2.獲得int型最小值

[cpp] view plaincopy

int getMinInt(){
return 1 << 31;//-2147483648
}

int getMinInt(){
return 1 << 31;//-2147483648
}

另一種寫法

[cpp] view plaincopy

int getMinInt(){//有些編譯器不適用
return 1 << -1;//-2147483648
}

int getMinInt(){//有些編譯器不適用
return 1 << -1;//-2147483648
}

3.獲得long類型的最大值

C語言版

[cpp] view plaincopy

long getMaxLong(){
return ((unsigned long) - 1) >> 1;//2147483647
}

long getMaxLong(){
return ((unsigned long) - 1) >> 1;//2147483647
}

JAVA版

[java] view plaincopy

long getMaxLong(){
return ((long)1 << 127) - 1;//9223372036854775807
}

long getMaxLong(){
return ((long)1 << 127) - 1;//9223372036854775807
}

獲得long最小值，和其他類型的最大值，最小值同理.

4.乘以2運算

[cpp] view plaincopy

int mulTwo(int n){//計算n*2
return n << 1;
}

int mulTwo(int n){//計算n*2
return n << 1;
}

5.除以2運算

[cpp] view plaincopy

int divTwo(int n){//負奇數的運算不可用
return n >> 1;//除以2
}

int divTwo(int n){//負奇數的運算不可用
return n >> 1;//除以2
}

6.乘以2的m次方

[cpp] view plaincopy

int mulTwoPower(int n,int m){//計算n*(2^m)
return n << m;
}

int mulTwoPower(int n,int m){//計算n*(2^m)
return n << m;
}

7.除以2的m次方

[cpp] view plaincopy

int divTwoPower(int n,int m){//計算n/(2^m)
return n >> m;
}

int divTwoPower(int n,int m){//計算n/(2^m)
return n >> m;
}

8.判斷一個數的奇偶性

[java] view plaincopy

boolean isOddNumber(int n){
return (n & 1) == 1;
}

boolean isOddNumber(int n){
return (n & 1) == 1;
}

9.不用臨時變量交換兩個數（面試常考）

C語言版

[cpp] view plaincopy

void swap(int *a,int *b){
(*a) ^= (*b) ^= (*a) ^= (*b);
}

void swap(int *a,int *b){
(*a) ^= (*b) ^= (*a) ^= (*b);
}

通用版（一些語言中得分開寫）

[java] view plaincopy

a ^= b;
b ^= a;
a ^= b;

a ^= b;
b ^= a;
a ^= b;

10.取絕對值（某些機器上，效率比n>0 ? n:-n 高）

[cpp] view plaincopy

int abs(int n){
return (n ^ (n >> 31)) - (n >> 31);
/* n>>31 取得n的符號，若n為正數，n>>31等於0，若n為負數，n>>31等於-1
若n為正數 n^0=0,數不變，若n為負數有n^-1 需要計算n和-1的補碼，然後進行異或運算，
結果n變號並且為n的絕對值減1，再減去-1就是絕對值 */
}

int abs(int n){
return (n ^ (n >> 31)) - (n >> 31);
/* n>>31 取得n的符號，若n為正數，n>>31等於0，若n為負數，n>>31等於-1
若n為正數 n^0=0,數不變，若n為負數有n^-1 需要計算n和-1的補碼，然後進行異或運算，
結果n變號並且為n的絕對值減1，再減去-1就是絕對值 */
}

11.取兩個數的最大值（某些機器上，效率比a>b ? a:b高）

通用版

[cpp] view plaincopy

int max(int a,int b){
return b & ((a-b) >> 31) | a & (~(a-b) >> 31);
/*如果a>=b,(a-b)>>31為0，否則為-1*/
}

int max(int a,int b){
return b & ((a-b) >> 31) | a & (~(a-b) >> 31);
/*如果a>=b,(a-b)>>31為0，否則為-1*/
}

C語言版

[cpp] view plaincopy

int max(int x,int y){
return x ^ ((x ^ y) & -(x < y));
/*如果x<y x<y返回1，否則返回0，
、與0做與運算結果為0，與-1做與運算結果不變*/
}

int max(int x,int y){
return x ^ ((x ^ y) & -(x < y));
/*如果x<y x<y返回1，否則返回0，
、與0做與運算結果為0，與-1做與運算結果不變*/
}

12.取兩個數的最小值（某些機器上，效率比a>b ? b:a高）

通用版

[cpp] view plaincopy

int min(int a,int b){
return a & ((a-b) >> 31) | b & (~(a-b) >> 31);
/*如果a>=b,(a-b)>>31為0，否則為-1*/
}

int min(int a,int b){
return a & ((a-b) >> 31) | b & (~(a-b) >> 31);
/*如果a>=b,(a-b)>>31為0，否則為-1*/
}

C語言版

[cpp] view plaincopy

int min(int x,int y){
return y ^ ((x ^ y) & -(x < y));
/*如果x<y x<y返回1，否則返回0，
與0做與運算結果為0，與-1做與運算結果不變*/
}

int min(int x,int y){
return y ^ ((x ^ y) & -(x < y));
/*如果x<y x<y返回1，否則返回0，
與0做與運算結果為0，與-1做與運算結果不變*/
}

13.判斷符號是否相同

[java] view plaincopy

boolean isSameSign(int x, int y){ //有0的情況例外
return (x ^ y) >= 0; // true 表示 x和y有相同的符號， false表示x，y有相反的符號。
}

boolean isSameSign(int x, int y){ //有0的情況例外
return (x ^ y) >= 0; // true 表示 x和y有相同的符號， false表示x，y有相反的符號。
}

14.計算2的n次方

[cpp] view plaincopy

int getFactorialofTwo(int n){//n > 0
return 2 << (n-1);//2的n次方
}

int getFactorialofTwo(int n){//n > 0
return 2 << (n-1);//2的n次方
}

15.判斷一個數是不是2的冪

[java] view plaincopy

boolean isFactorialofTwo(int n){
return n > 0 ? (n & (n - 1)) == 0 : false;
/*如果是2的冪，n一定是100... n-1就是1111....
所以做與運算結果為0*/
}

boolean isFactorialofTwo(int n){
return n > 0 ? (n & (n - 1)) == 0 : false;
/*如果是2的冪，n一定是100... n-1就是1111....
所以做與運算結果為0*/
}

16.對2的n次方取余

[java] view plaincopy

int quyu(int m,int n){//n為2的次方
return m & (n - 1);
/*如果是2的冪，n一定是100... n-1就是1111....
所以做與運算結果保留m在n範圍的非0的位*/
}

int quyu(int m,int n){//n為2的次方
return m & (n - 1);
/*如果是2的冪，n一定是100... n-1就是1111....
所以做與運算結果保留m在n範圍的非0的位*/
}

17.求兩個整數的平均值

[java] view plaincopy

int getAverage(int x, int y){
return (x + y) >> 1;
｝

int getAverage(int x, int y){
return (x + y) >> 1;
｝

另一種寫法

[java] view plaincopy

int getAverage(int x, int y){
return ((x ^ y) >> 1) + (x & y);
/*(x^y) >> 1得到x，y其中一個為1的位並除以2，
x&y得到x，y都為1的部分，加一起就是平均數了*/
}

int getAverage(int x, int y){
return ((x ^ y) >> 1) + (x & y);
/*(x^y) >> 1得到x，y其中一個為1的位並除以2，
x&y得到x，y都為1的部分，加一起就是平均數了*/
}

下面是三個最基本對二進制位的操作

18.從低位到高位,取n的第m位

[java] view plaincopy

int getBit(int n, int m){
return (n >> (m-1)) & 1;
}

int getBit(int n, int m){
return (n >> (m-1)) & 1;
}

19.從低位到高位.將n的第m位置1

[java] view plaincopy

int setBitToOne(int n, int m){
return n | (1 << (m-1));
/*將1左移m-1位找到第m位，得到000...1...000
n在和這個數做或運算*/
}

int setBitToOne(int n, int m){
return n | (1 << (m-1));
/*將1左移m-1位找到第m位，得到000...1...000
n在和這個數做或運算*/
}

20.從低位到高位,將n的第m位置0

[java] view plaincopy

int setBitToZero(int n, int m){
return n & ~(1 << (m-1));
/* 將1左移m-1位找到第m位，取反後變成111...0...1111
n再和這個數做與運算*/
}

int setBitToZero(int n, int m){
return n & ~(1 << (m-1));
/* 將1左移m-1位找到第m位，取反後變成111...0...1111
n再和這個數做與運算*/
}

另附一些對程序效率上沒有實質提高的位運算技巧，一些也是位運算的常識（面試也許會遇到）

計算n+1

[cpp] view plaincopy

-~n

計算n-1

[cpp] view plaincopy

~-n

取相反數

[java] view plaincopy

~n + 1;

~n + 1;

另一種寫法

[java] view plaincopy

(n ^ -1) + 1;

(n ^ -1) + 1;

if(x == a) x = b; if(x == b) x = a;

[cpp] view plaincopy

x = a ^ b ^ x;

x = a ^ b ^ x;

sign函數，參數為n，當n>0時候返回1，n<0時返回-1，n=0時返回0

[cpp] view plaincopy

return !!n - (((unsigned)n >> 31) << 1);

return !!n - (((unsigned)n >> 31) << 1);

轉載請保留原文地址：http://blog.csdn.net/nash_/article/details/8262185

C/C++的20個位運算技巧

n) iss 奇偶性 tools light ofo 一起 comment view 一提起位運算，人們往往想到它的高效性，無論是嵌入式編程還是優化系統的核心代碼，適當的運用位運算總是一種迷人的手段，或者當您求職的時候，在代碼中寫入適當的位運算也會讓您的程序增加一絲亮點，最

C/C++的20個位運算技巧

1.獲得int型最大值

另一種寫法

另一種寫法

C語言中不知道int占幾個字節時候

2.獲得int型最小值

另一種寫法

3.獲得long類型的最大值

C語言版

JAVA版

4.乘以2運算

5.除以2運算

6.乘以2的m次方

7.除以2的m次方

8.判斷一個數的奇偶性

9.不用臨時變量交換兩個數（面試常考）

C語言版

通用版（一些語言中得分開寫）

10.取絕對值（某些機器上，效率比n>0 ? n:-n 高）

11.取兩個數的最大值（某些機器上，效率比a>b ? a:b高）

通用版

C語言版

12.取兩個數的最小值（某些機器上，效率比a>b ? b:a高）

通用版

C語言版

13.判斷符號是否相同

14.計算2的n次方

15.判斷一個數是不是2的冪

16.對2的n次方取余

17.求兩個整數的平均值

另一種寫法

18.從低位到高位,取n的第m位

19.從低位到高位.將n的第m位置1

20.從低位到高位,將n的第m位置0

另附一些對程序效率上沒有實質提高的位運算技巧，一些也是位運算的常識（面試也許會遇到）

計算n+1

計算n-1

取相反數

另一種寫法

if(x == a) x = b; if(x == b) x = a;

sign函數，參數為n，當n>0時候返回1，n<0時返回-1，n=0時返回0

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