深入解析：C++ 中的位运算技巧
2023-06-30 15:28:14
深夜i
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C++
位运算
技巧
二进制
逻辑运算符
C++ 中的位运算技巧是程序员在处理计算机底层操作时，经常用到的一种技巧。这种技巧可以让程序员使用最少的代码完成一些高效的操作，且能够提高程序运行速度和性能。
C++ 中的位运算符包括位与（&）、位或（|）、位异或（^）、位取反（~）、左移（<<）和右移（>>）等。下面将介绍一些常用的位运算技巧：
1. 数据交换
在使用 C++ 编程时，经常需要进行数据的交换，而常规的做法是使用中间变量进行数据交换。但是，使用位运算符进行数据交换可以不需要中间变量而完成数据交换操作。如下：
a ^= b;
b ^= a;
a ^= b;
2. 判断奇偶性
在程序中需要判断一个整数是奇数还是偶数时，可以使用位运算符 & 来进行判断。具体操作为判断该数字的二进制表示下的最后一位是否为 1，若为 1 则为奇数，否则为偶数。如下：
if (num & 1 == 1)
cout << num << "是奇数" << endl;
else
cout << num << "是偶数" << endl;
3. 位计数
位计数是指计算一个数的二进制表示中 1 的个数的操作。在 C++ 中，可以使用 Brian Kernighan 算法进行位计数，该算法可以在 O(log n) 的时间内完成位计数。具体操作为对原数执行 num &= num - 1，直至 num 为 0。每执行一次 num &= num - 1 就可以将 num 的二进制表示中的一个 1 变成 0，计算变成 0 的次数就是该数字的二进制表示中 1 的个数。如下：
int countBits(int num) {
int cnt = 0;
while (num != 0) {
num &= num - 1;
cnt++;
}
return cnt;
}
4. 判断是否为 2 的幂
在程序中需要判断一个数是否为 2 的幂时，可以使用位运算符 & 来进行判断。具体操作为判断该数字的二进制表示下是否仅有一位是 1，若是，则为 2 的幂，否则不是。如下：
if (num & (num - 1) == 0)
cout << num << "是 2 的幂" << endl;
else
cout << num << "不是 2 的幂" << endl;
以上就是 C++ 中的一些常用位运算技巧，这些技巧不仅能够提高程序的运行速度和性能，而且可以让程序员写出更加简洁、高效的代码。因此，学习和掌握这些位运算技巧，对于提高程序员的编程水平和工作效率有着重要的意义。
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