利用位运算符有哪些好方法？

Question

我经常遇到使用按位运算符来完成快速、简单且优雅的事情的人。我想学习一些有用的技巧。最有用的位运算符有哪些情况？

Answer 1

常数时间 2 次幂：

x = 1 << n; // x = pow(2, n)

Answer 2

虽然我总体上同意 Michael McGowan 的观点，但位调整技巧在某些情况下可能非常有用，例如在对不具备所有常用指令的嵌入式硬件进行编程时。在将程序编码到定理证明器（例如 SMT 求解器）中时，我也很好地利用了此类技术，但它并不支持我想要使用的所有操作。

在寻找问题的按位解决方案时，我的第一站是网站 bit twiddling hacks 。它有很多适用于许多最常见技术的代码片段。

还有一本书Hacker's Delight 深入介绍了一些按位技术。

Answer 3

我在这里发现了一些有趣的按位运算集合：
http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html

Answer 4

按位技巧（用于非位集操作）

|运算符

Covert Upper Case to lower Case letter

     char A[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
     int n= strlen(A);
     for(int i=0;i<n;i++){
        if(A[i]>='A' && A[i]<='Z'){
            A[i] |= ' '; //A[i]=A[i]  | ' ';
        }
     }
     printf("%s\n",A);

输出

abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

解释：

 ‘A’ = b01000001
|‘ ‘ = b00100000
----------------
       b01100001 =‘a’  

&运算符

Covert Lower Case to Upper Case Letter

     char A[] = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
     int n= strlen(A);
     for(int i=0;i<n;i++){
        if(A[i]>='a' && A[i]<='z'){
            A[i] &= '_';
        }
     }
     printf("%s\n",A);

输出

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

解释：**

 ‘a’ = b01100001
&‘_‘ = b11011111
----------------
       b01000001 =‘A’  

Determine if a Integer is odd or even

int n=100;
printf("%s\n", n&1?"odd":"even");
n=33;
printf("%s\n", n&1?"odd":"even");

输出：

even
odd

解释： 如果 n 为奇数，则 (n&1) 返回 1；如果 n 为偶数，则返回 0。

如果 n 是奇数，则二进制表示中 n 的最后一位将始终为 1。这就是为什么当我们 & 时它与 1 的结果变为 1。如果 n 甚至是二进制表示中 n 的最后一位，则始终为 0。这就是为什么当我们 & 时它与1的结果变成0。

（例如（奇）xxxxx1&1=1，（偶）xxxxx0&1=0）

^运算符

Toggle Case

     char A[] = "AbCdEfGhIjKlMnOpQrStUvWxYz";
     int n= strlen(A);
     for(int i=0;i<n;i++){
        A[i] ^= ' ';
     }
     printf("%s\n",A);

输出

aBcDeFgHiJkLmNoPqRsTuVwXyZ

解释：**

 ‘A’ = b01000001
^‘ ‘ = b00100000
----------------
       b01100001 =‘a’  

 ‘a’ = b01100001
^‘ ‘ = b00100000
----------------
       b01000001 =‘A’  

Swap two number without temp

int x=12, y=20;
printf("%d %d\n",x, y);
x^=y;   //x=x^y
y^=x;   //y=x^y
x^=y;   //x=x^y
printf("%d %d\n",x, y);

输出：

12 20
20 12

**解释：**

x=12 y=20
now for x=x^y
 12 = b01100
^20 = b10100
-------------
  x = b11000

now for y=x^y
  x = b11000
^20 = b10100
-------------
  y = b01100 =12 (swapped)

now for y=x^y
  x = b11000
 ^y = b01100
-------------
  x = b10100 =20 (swapped)

<<运算符

Multiply by 2ⁿ

int n=3;
int b = 4<<n;
printf("%d\n",b);

输出： 32

解释： 4x2³ =32

4 in binary 100
100<<3 (right shift 3 times) will be 100000
100000 is equivalent to 32

Set value 2ⁿ

int n=3;
int b = 1<<n;
printf("%d\n",b);

输出： 8

解释： 1*2³ =8

>>>运算符

Divide by 2ⁿ

int n=3;
int b = 32>>n;
printf("%d\n",b);

输出： 8

解释：

32 in binary 100000
100000>>3 (left shift 3 times) will be 000100
100 is equivalent to 4

Answer 5

通常使用这样的技巧并不是一个好主意。现代编译器经常在可能的情况下在幕后做这种事情。也就是说，有时您知道编译器不知道（也许在运行时保证特定值是 2 的幂）。如果您确定尝试这些技巧是个好主意，这里有一些有用的小窍门。

Answer 6

您始终可以使用左移按位运算符 (<<) 将给定数字乘以 2。

对于前任 -

   public class abc {public static void main (String[] arg)
{
    int a = 650;
    int doubleOfa = a<<1;
    System.out.println(a);
    System.out.println(doubleOfa);

    }
}