[C++知识库]C语言之位运算

因为在前天的练习题中，涉及到了位运算，但我之前对位运算了解的不多，就查找总结了一下，写了这篇博客，巩固一下所学

C语言之位运算

一、位运算符

PS：都是以位(bit)为单位

二、位运算

1. & 按位“与”运算

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
	unsigned char num1 = 170;			// 170 = 10101010
	unsigned char num2 = 85;			//  85 = 01010101
	unsigned char num3 = num1 & num2; 	// num1 & num2 = 00000000 = 0
	
	printf("num1 = %d \n", num1);
	printf("num2 = %d \n", num2);
	printf("num3 = %d \n", num3); 
	
	return 0;
} 

运行结果：

2. ^ 按位异或运算

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
	unsigned char num1 = 170;			// 170 = 10101010
	unsigned char num2 = 85;			//  85 = 01010101
	unsigned char num3 = num1 ^ num2;	// num1 ^ num2 = 11111111 = 255
	
	printf("num1 = %d \n", num1);
	printf("num2 = %d \n", num2);
	printf("num3 = %d \n", num3); 
	
	return 0;
} 

运行结果：

3. | 按位或运算

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
	unsigned char num1 = 42;			//  42 = 00101010
	unsigned char num2 = 21;			//  21 = 00010101
	unsigned char num3 = num1 | num2;	// num1 | num2 = 00111111 = 63
	
	printf("num1 = %d \n", num1);
	printf("num2 = %d \n", num2);
	printf("num3 = %d \n", num3); 
	
	return 0;
} 

运行结果：

4. ~ 按位取反（非运算）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
	unsigned short num1 = 255;		// 	 255 = 00000000 11111111
	unsigned short num2 = ~num1;	// 65280 = 11111111 00000000
	unsigned short num3 = ~num2;	// 	~255 = 11111111 00000000
	
	printf("num1 = %d \n", num1);
	printf("num2 = ~num1 = %d \n", num2);
	printf("num3 = ~num2 = %d \n", num3); 
	
	return 0;
} 

运行结果：

5. >> 右移

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
	unsigned char num1 = 32;			//	32 = 00100000
	unsigned char num2 = num1 >> 1;		// 	00100000 -> 00010000 = 16
	unsigned char num3 = 64;			// 	64 = 01000000
    num3 >>= 2;							//	01000000 -> 00010000 = 16
	
	printf("num1 = %d \n", num1);
	printf("num2 = ~num1 = %d \n", num2);
	printf("num3 = ~num2 = %d \n", num3); 
	
	return 0;
} 

运行结果：

6. << 左移

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
	unsigned char num1 = 32;			//	32 = 00100000
	unsigned char num2 = num1 << 2;		// 	00100000 -> 10000000 = 128
	unsigned char num3 = 8;				// 	8 = 00001000
    num3 <<= 3;							//	00001000 -> 01000000 = 64
	
	printf("num1 = %d \n", num1);
	printf("num2 = ~num1 = %d \n", num2);
	printf("num3 = ~num2 = %d \n", num3); 
	
	return 0;
} 

运行结果：

三、位运算符优先级

四、位运算应用

原题目如下：

Leetcode-342

【描述】输入一个表示整数的字符串，判断这个字符串是否为4的幂

【输入】一个正整数字符串

【输出】返回true或false

【进阶】尽量不使用循环或递归来实现

4的幂次方一定是2的幂次方，但是反过来却不成立。例如，8是2的3次方，但并不是4的幂次方。

1转成2进制是1；
4转成2进制是100；
16转成2进制是10000；
64转成2进制是1000000；

4的幂次方的规律就是看这个数转成2进制后是不是所有位数只有1个1，并且这个1只能在奇数位上出现。

code：

class Solution {
public:
    bool isPowerOfFour(int num) {
        if(num == 1) return true;
        if(num <= 3) return false;
        int count = 0;
        int i = 1;
        while(num != 0){
            if((num&1) != 0 && (i&1) != 0){
                count++;
            }
            if((i&1) == 0 && (num&1) != 0){
                return false;
            }
            num >>= 1;
            i ++;
        }
        if(count == 1)
        return true;
        return false;
    }
};

位运算相较于循环嵌套等方法会简单一些