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技术 2022年11月19日
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a+b = a^b + (a&b)<<1用位运算实现两数相加

int Add(int a,int b)
{
return b?Add(a^b,(a&b)<<1):a;
}

位运算实现两数相减

int MINUS(int a,int b)
{
return b?MINUS(a^b,((a^b)&b)<<1):a;
}

operator即运算符,这个东西有很大的用处,它是计算机运算的核心部分。

C++里的运算符有哪些呢,各种运算符及其优先级如下

operator的各种问题

acm对计算机底层的逻辑运算符考察甚多,这可以说计算机的核心部分,甚至面试题里让你用运算符实现加减乘除操作,也就是很多运算符基于^&|~,我对这些运算符理解几乎没有,我还停留在按位与,按位或,按位或,按位非的简单理解中,知道其大致代表着什么意思,在此我就搜索下相关内容整理下好了

1、“按位与”运算符(&)(同1得1)

按位与是指:参加运算的两个数据,按二进制位进行“与”运算。如果两个相应的二进制位都为1,则该位的结果值为1;否则为0。这里的1可以理解为逻辑中的true,0可以理解为逻辑中的false。按位与其实与逻辑上“与”的运算规则一致。逻辑上的“与”,要求运算数全真,结果才为真。若,A=true,B=true,则A∩B=true 例如:3&5 3的二进制编码是11(2)。(为了区分十进制和其他进制,本文规定,凡是非十进制的数据均在数据后面加上括号,括号中注明其进制,二进制则标记为2)内存储存数据的基本单位是字节(Byte),一个字节由8个位(bit)所组成。位是用以描述电脑数据量的最小单位。二进制系统中,每个0或1就是一个位。将11(2)补足成一个字节,则是00000011(2)。5的二进制编码是101(2),将其补足成一个字节,则是00000101(2)
按位与运算:
00000011(2)
&00000101(2)
00000001(2)
由此可知3&5=1

按位与的用途:
(1)清零
若想对一个存储单元清零,即使其全部二进制位为0,只要找一个二进制数,其中各个位符合一下条件:

原来的数中为1的位,新数中相应位为0。然后使二者进行&运算,即可达到清零目的。
例:原数为43,即00101011(2),另找一个数,设它为148,即10010100(2),将两者按位与运算:
00101011(2)
&10010100(2)
00000000(2)

(2)取一个数中某些指定位
若有一个整数a(2byte),想要取其中的低字节,只需要将a与8个1按位与即可。

(3)保留指定位:
与一个数进行“按位与”运算,此数在该位取1.
例如:有一数84,即01010100(2),想把其中从左边算起的第3,4,5,7,8位保留下来,运算如下:
01010100(2)
&00111011(2)
00010000(2)
即:a=84,b=59
    c=a&b=16
这个我做过比较经典的就是在状态压缩里,你需要判断这种情况和以前的情况有没有重复,因为你用二进制位存储了这个数。

树状数组里也用到k+=k&-k,根据-运算符优先,所以你需要算的是k加上k和k的相反数的按位与值,负数要先用二进制补码转换下然后进行同1得1的按位与操作,这个好像是上学期计算机导论学的吧。

还可以用来统计其二进制1的个数

2、“按位或”运算符(|)(有1得1)
两个相应的二进制位中只要有一个为1,该位的结果值为1。借用逻辑学中或运算的话来说就是,一真为真


例如:60(8)|17(8),将八进制60与八进制17进行按位或运算。
00110000
|00001111
00111111 
应用:按位或运算常用来对一个数据的某些位定值为1。例如:如果想使一个数a的低4位改为1,则只需要将a与17(8)进行按位或运算即可。

按位或我做过印象最深的就是让你在l和r中构造一个含1数最多的数,只需将构造的数+1只要其还在r内就是了

3、异或(^)(相同得0)

参与运算的两个值,如果两个相应bit位相同,则结果为0,否则为1。
即:
   0^0 = 0, 
      1^0 = 1, 
      0^1 = 1, 
      1^1 = 0

区间异或偶数次为0
4、“取反”运算符(~)
他是一元运算符,用于求整数的二进制反码,即分别将操作数各二进制位上的1变为0,0变为1。
例如:~77(8)
这个我没怎么用过,但是见别人代码里有(笑死,这个天天用啊,有它就不打EOF了,最大流里也常用,因为要把head置为-1)

5、左移运算符(<<)

左移运算符是用来将一个数的各二进制位左移若干位,移动的位数由右操作数指定(右操作数必须是非负

值),其右边空出的位用0填补,高位左移溢出则舍弃该高位。
例如:将a的二进制数左移2位,右边空出的位补0,左边溢出的位舍弃。若a=15,即00001111(2),左移2

位得00111100(2)。
左移1位相当于该数乘以2,左移2位相当于该数乘以2*2=4,15<<2=60,即乘了4。但此结论只适用于该

数左移时被溢出舍弃的高位中不包含1的情况。
    假设以一个字节(8位)存一个整数,若a为无符号整型变量,则a=64时,左移一位时溢出的是0

,而左移2位时,溢出的高位中包含1。

这个二进制转换啊什么的用用还是挺好的,还有树状压缩

6、右移运算符(>>)
右移运算符是用来将一个数的各二进制位右移若干位,移动的位数由右操作数指定(右操作数必须是非负

值),移到右端的低位被舍弃,对于无符号数,高位补0。对于有符号数,某些机器将对左边空出的部分

用符号位填补(即“算术移位”),而另一些机器则对左边空出的部分用0填补(即“逻辑移位”)。注

意:对无符号数,右移时左边高位移入0;对于有符号的值,如果原来符号位为0(该数为正),则左边也是移

入0。如果符号位原来为1(即负数),则左边移入0还是1,要取决于所用的计算机系统。有的系统移入0,有的

系统移入1。移入0的称为“逻辑移位”,即简单移位;移入1的称为“算术移位”。 
例: a的值是八进制数113755: 
   a:1001011111101101 (用二进制形式表示)
   a>>1: 0100101111110110 (逻辑右移时)
   a>>1: 1100101111110110 (算术右移时)

卡二分时间时有用,另附上二分的代码

int binary_search(int* a, int len, int goal)
{
int low = ;
int high = len -;
while (low <= high)
{
int middle = (high - low) >>+ low; // 直接使用(high + low)>> 2 可能导致溢出
if (a[middle] == goal)
return middle;
//在左半边
else if (a[middle] > goal)
high = middle - ;
//在右半边
else
low = middle + ;
}
//没找到
return -;
}

二分查找

7、位运算赋值运算符

位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符。
   例如: &=, |=, >>=, <<=, ∧=
   例: a & = b相当于 a = a & b
         a << =2相当于a = a << 2

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