優秀程序員不得不知道的20個位運算技巧

時間  2019-11-12
標籤 優秀 程序員 不得 不知道 個位 運算 技巧 欄目 快樂工作 简体版
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一 提起位運算，人們每每想到它的高效性，不管是嵌入式編程仍是優化系統的核心代碼，適當的運用位運算老是一種迷人的手段，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長一絲亮點，最初當我讀《編程之美》求「1的數目」時，我纔開始以爲位運算是如此之美，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，不少程序都十分精妙，我以爲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 仍是必要的，因此今天寫這篇博文把我積累的一些位運算技巧分享給你們，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！ java
Welcome To My BitTricks

1.得到int型最大值

  1. int getMaxInt(){  
  2.         return (1<<31) - 1;//2147483647， 因爲優先級關係，括號不可省略  
  3. }  

另外一種寫法

  1. int getMaxInt(){  
  2.     return -(1<<-1) - 1;//2147483647  
  3. }  

另外一種寫法

  1. int getMaxInt(){  
  2.     return ~(1<<31);//2147483647  
  3. }  

C語言中不知道int佔幾個字節時候

[java] view plain copy
  1. int getMaxInt(){  
  2.     return ((unsigned int)-1)/2;//2147483647  
  3. }  

2.得到int型最小值

  1. int getMinInt(){  
  2.     return 1<<31;//-2147483648  
  3.  }  

另外一種寫法

  1. int getMinInt(){  
  2.     return 1 << -1;//-2147483648  
  3. }  

3.得到long類型的最大值


C語言版

  1. long getMaxLong(){  
  2.     return ((unsigned long)-1)/2;//2147483647  
  3. }  

JAVA版

[java] view plain copy
  1. long getMaxLong(){  
  2.     return ((long)1<<127)-1;//9223372036854775807  
  3. }  
得到long最小值，和其餘類型的最大值，最小值同理.

4.乘以2運算

  1. int mulTwo(int n){//計算n*2   
  2.     return n<<1;  
  3. }  

5.除以2運算

  1. int divTwo(int n){//負奇數的運算不可用  
  2.     return n>>1;//除以2  
  3. }  

6.乘以2的m次方

  1. int mulTwoPower(int n,int m){//計算n*(2^m)  
  2.     return n<<m;  
  3. }  

7.除以2的m次方

  1. int divTwoPower(int n,int m){//計算n/(2^m)  
  2.     return n>>m;  
  3. }  

8.判斷一個數的奇偶性

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  1. boolean isOddNumber(int n){  
  2.     return (n & 1) == 1;  
  3. }  

9.不用臨時變量交換兩個數（面試常考）


C語言版

  1. void swap(int *a,int *b){     
  2.     (*a)^=(*b)^=(*a)^=(*b);   
  3. }  

通用版（一些語言中得分開寫）

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  1. a ^= b;  
  2. b ^= a;  
  3. a ^= b;  

10.取絕對值（某些機器上，效率比n>0  ?  n:-n 高）

  1. int abs(int n){  
  2. return (n ^ (n >> 31)) - (n >> 31);  
  3. /* n>>31 取得n的符號，若n爲正數，n>>31等於0，若n爲負數，n>>31等於-1 
  4. 若n爲正數 n^0=0,數不變，若n爲負數有n^-1 須要計算n和-1的補碼，而後進行異或運算， 
  5. 結果n變號而且爲n的絕對值減1，再減去-1就是絕對值 */  
  6. }  

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

  1. int max(int a,int b){  
  2.     return b&((a-b)>>31) | a&(~(a-b)>>31);  
  3.     /*若是a>=b,(a-b)>>31爲0，不然爲-1*/  
  4. }  

C語言版

  1. int max(int x,int y){  
  2.     return x ^ ((x ^ y) & -(x < y));  
  3.     /*若是x<y x<y返回1，不然返回0， 
  4. 、 與0作與運算結果爲0，與-1作與運算結果不變*/  
  5. }  

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

  1. int min(int a,int b){  
  2.     return a&((a-b)>>31) | b&(~(a-b)>>31);  
  3.     /*若是a>=b,(a-b)>>31爲0，不然爲-1*/  
  4. }  

C語言版

  1. int min(int x,int y){  
  2.     return y ^ ((x ^ y) & -(x < y));  
  3.          /*若是x<y x<y返回1，不然返回0， 
  4.             與0作與運算結果爲0，與-1作與運算結果不變*/  
  5. }  

13.判斷符號是否相同

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  1. boolean isSameSign(int x, int y){  
  2.     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。  
  3. }  

14.計算2的n次方

  1. int getFactorialofTwo(int n){//n > 0  
  2.     return 2<<(n-1);//2的n次方  
  3. }  

15.判斷一個數是否是2的冪

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  1. boolean isFactorialofTwo(int n){  
  2.     return (n & (n - 1)) == 0;  
  3.     /*若是是2的冪，n必定是100... n-1就是1111.... 
  4.        因此作與運算結果爲0*/  
  5. }  

16.對2的n次方取餘

[java] view plain copy
  1. int quyu(int m,int n){//n爲2的次方  
  2.     return m & (n - 1);  
  3.     /*若是是2的冪，n必定是100... n-1就是1111.... 
  4.      因此作與運算結果保留m在n範圍的非0的位*/  
  5. }  

17.求兩個整數的平均值

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  1. int getAverage(int x, int y){  
  2.         return (x+y) >> 1;   
  3. ｝  

另外一種寫法

[java] view plain copy
  1. int getAverage(int x, int y){  
  2.         return ((x^y) >> 1) + (x&y);   
  3.      /*(x^y) >> 1獲得x，y其中一個爲1的位併除以2， 
  4.        x&y獲得x，y都爲1的部分，加一塊兒就是平均數了*/  
  5.   
  6. }   

下面是三個最基本對二進制位的操做

18.從低位到高位,取n的第m位

[java] view plain copy
  1. int getBit(int n, int m){  
  2.     return (n >> (m-1)) & 1;  
  3. }  

19.從低位到高位.將n的第m位置1

[java] view plain copy
  1. int setBitToOne(int n, int m){  
  2.     return n | (1<<(m-1));  
  3.     /*將1左移m-1位找到第m位，獲得000...1...000 
  4.       n在和這個數作或運算*/  
  5. }  

20.從低位到高位,將n的第m位置0

[java] view plain copy
  1. int setBitToZero(int n, int m){  
  2.     return n & ~(1<<(m-1));  
  3.     /* 將1左移m-1位找到第m位，取反後變成111...0...1111 
  4.        n再和這個數作與運算*/  
  5. }  


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

計算n+1

  1. -~n  

計算n-1

  1. ~-n  

取相反數

[java] view plain copy
  1. ~n + 1;  

另外一種寫法

[java] view plain copy
  1. (n ^ -1) + 1;  

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

  1. x = a ^ b ^ x;  

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

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


若是您知道實用的一行位運算技巧請留言，博主不勝感激，還有我總結的位運算不免有不健壯之處，請您多多批評。
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