按位与、或、异或运算

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【按位与运算符(&)】

规则: 有0出0,全1为1

特殊用处:

  • 清零:如果想将一个单元清零,即让其全部二进制位为0,只要与一个各位都为0的数值相与,结果为0;

  • 取一个数指定的某位的数值:找一个数,x为要取的位,该数对应的位为1,其余位为0,此数与x相与,可以得到x中的指定位;

【按位或运算符(|)】

规则: 有1出1,全0为0

特殊用处:

  • 对一个数据的某些位  置1:找到一个数,对应x要置1的位,该数的对应位为1,其余位为0,此数与x相或可使x中的某些位  置1

【按位异或运算符(^)】

规则:0^0=0;0^1=1;  1^0=1;  1^1=0;

特殊用处:

  • 使特定位翻转找一个数,对应x要翻转的各个位,该数的对应位为1,其余位为0,此数与x对应位异或即可。 

    • 例:X=10101110,使X低4位翻转,用X ^0000 1111 = 1010 0001即可得到。

  • 与0相异或,保留原值,x^00000000=10101110;

性质:

  1. 结合律

  2. 交换律

  3. x^x=0,x^0=x;

  4. 自反性:a^b^b=a^(b^b)=a^0=a;

    • 异或运算最常见于多项式除法,不过它最重要的性质还是自反性:A^B^B=A,即对给定的数A,用同样的运算因子(B)作两次异或运算后仍得到A本身。这是一个神奇的性质,利用这个性质,可以获得许多有趣的应用。 例如,交换a b的值:a^=b^=a^=b;

应用举例:

1-1000放在含有1001个元素的数组中,只有唯一的一个元素值重复,其它均只出现一次。每个数组元素只能访问一次,设计一个算法,将它找出来;不用辅助存储空间,能否设计一个算法实现?

将所有的数全部异或,得到的结果与1^2^3^...^1000的结果进行异或,得到的结果就是重复数。

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