位运算的应用

1. 判断偶数,判断最低位是0还是1即可,⽐求模快

        x % 2 != 0 //x正负都可以判断;不⽤x%2 == 1,因为如果x为负奇数,x%2=-1

        (x & 0x1) == 0

        例如:

        int x;

        int main()

        {

           cin>>x;

           if((x & 0x1)==0) cout<<"yes"; 

           else cout<<"no";

           return 0;

        }

2.两个数的交换

    a = a^b;//a变为⼀个相同为0,相异为1的结果 

    b = a^b;//该结果和b做运算,得到原来的

    a = a^b;//该结果和a做运算,得到原来的b

再来个实例说明下以加深印象。int a = 13, b = 6;

    a的⼆进制为1101(⼆进制)

    b的⼆进制为 110(⼆进制)

    第⼀步 a^=b a = 1101 ^ 110 = 1011;

    第⼆步 b^=a b = 110 ^ 1011 = 1101;即b=13

    第三步 a^=b a = 1011 ^ 1101 = 110;即a=6

3.lowbit运算

    lowbit 运算 是位运算中比较重要的运算方式,用于计算一个二进制数最低位的1。

    lowbit 即二进制数最低位1所对应的值。

    如,二进制数 0b01011000最低的 1是在第3位,对应值为0b1000,即8。

  

位运算的应用.png

lowbit运算的实现

一个数的lowbit值,即一个数的最低位,可通过如下操作取出,复杂度为 O(1):

假设原来的数是a,对a取反加1得到~a+1,原数a和~a+1进行位与操作,就得到了lowbit值,即lowbit(a) = a & (~a + 1)。

   

位运算的应用1.png

当这个数是0,没有最低位1的时候,结果为0。

因为取反加1就是一个数的相反数的补码,因为lowbit也写作 lowbit(a)=a&(-a)

一个数消去它的lowbit位,由上面的lowbit求法,直接减去它的lowbit值即可。

即 a-(a&-a)也可以由a&(a-1)得到

  

位运算的应用2.png

4.求整数的⼆进制表⽰中1的个数,不⽤⼀个⼀个的移位判断

    #include <bits/stdc++.h>

    using namespace std;

    int x,cnt;

    int main()

    {

       cin>>x;

       while(x!=0)

       {

       cnt++;

       x&=x-1;//将最右边的1置为0;正负都可计算,负数是按照补码计算的,最后的符号位也被统计

       } 

       cout<<cnt;

       return 0;

    }

5.判断一个数是否2的N次⽅次

    题⽬要求:⽤⼀个表达式,判断⼀个数X是否是2的N次⽅,即2,4,8,16……等,要求不可以⽤循环语句。

    解析:2,4,8,16这样的数转化成⼆进制是10,100,1000,10000。

    如果X减去1后(低⼀位并且⼆进制的每⼀位都是1),这个数与X做与运算,答案若是0,则X是2的N次⽅。

    所以答案是:!(x&(x-1))

    即可写成:if !(x&(x-1)) cout<<"yes"

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