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位运算的技巧

^为二进制异或运算符:相同为0,相异为1

1.判断奇偶数:与 1 进行异或操作,为0则为奇数,为1则为偶数
2.交换两个整数变量的值:a=ab,b=ab,a=a^b;
3.求整数的绝对值:对补码的所有位取反,然后加1,可得到该补码对应的负数的绝对值。
4.交换律:a^b = b^a
5.结合律:(ab)c = a(bc)
6.对于任何数x,都有x^x = 0, x^0 = x, 即同自己求异或为0,同0求异或为自己
7.自反性:连续和同一个因子做异或运算,最终结果为自己。ABB = A^0 = A

“>>”右移运算符,用符号位填充高位

“>>>”右移运算符,用 0 填充高位

&与运算:当两者都为1时为1,否则为0(只保留1)

|或运算:当两者有一个为1时为1,否则为0

1. 二进制数中1的个数

问题描述:

求一个二进制数中有多少个1

思路分析:

方法1:int最多有32位,与每一位1逐步做&,结果为1代表此位为1,否则为0。

方法2://方法2:将数逐步右移,高位用0填充,每次获取第一位,记录获取到1的数目。

方法3:num&(num-1)会消除一个1,看最终进行了多少次&操作,即可得二进制数有多少个1。

package 位运算;

import java.util.Scanner;

/**
 * @author: DreamCode
 * @file: 二进制中1的个数.java
 * @time: 2022年2月22日-下午5:57:32
 */
public class 二进制中1的个数 {

	public static void main(String[] args) {
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		int number = scanner.nextInt();
        
		//方法1
		int count = 0;
		System.out.println(Integer.toString(number,2));
		for(int i =0;i<32;i++) {  //方法1:int最多有32位,与每一位1逐步做&,结果为1代表此位为1,否则为0
			if((number&(1<<i))==(1<<i)) {
				count++;
			}
		}
		System.out.println(count);
        
		//方法2
		int count2=0;
		for(int i=0;i<32;i++) {  //方法2:将数逐步右移,高位用0填充,每次获取第一位,记录获取到1的数目
			if(((number>>>i)&1)==1) {
				count2++;
			}
		}
		System.out.println(count2);
        
		//方法3
		int count3=0;
		while(number!=0) {  //方法3:num&(num-1)会消除一个1,看最终进行了多少次&操作,即可得二进制数有多少个1
			number = number&(number-1);
			count3++;
		}
		System.out.println(count3);
	}

}

2. 是不是2的整数次方

问题描述:

判断一个数是不是2的整数次方

思路分析:

number&(number-1)是否等于0,如果为0则是2的整数次方,否则不是。举例:128(1000000)&127(0111111)= 0

package 位运算;

import java.util.Scanner;

/**
 * @author: DreamCode
 * @file: 是不是2的整数次方.java
 * @time: 2022年2月22日-下午6:08:53
 */
public class 是不是2的整数次方 {

	public static void main(String[] args) {
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		int number = scanner.nextInt();
		System.out.println(Integer.toString(number,2));
		if((number&(number-1))==0){  //number&(number-1)是否等于0,如果为0则是2的整数次方,否则不是。
			System.out.println("yes");
		}else {
			System.out.println("no");
		}

	}

}

3. 找出唯一成对的数

题目描述:

数组中的数大小为1~N-1,数组长度为N,找出数组中出现重复的一个数

思路解析:

对于任何数x,都有x^x = 0, x^0 = x, 即同自己求异或为0,同0求异或为自己

因为x^x=0,所以答案 ans = 0[1,N-1]arrays,最终ans即为出现重复的数

package 位运算;

import java.util.Random;

/**
 * @author: DreamCode
 * @file: 找出唯一成对的数.java
 * @time: 2022年2月22日-下午5:07:05
 */
public class 找出唯一成对的数 {

	public static void main(String[] args) {
		int N=1001;
		int[] arrays = new int[N];
		for (int i = 0; i < arrays.length-1; i++) {
			arrays[i]=i+1;
		}
		arrays[arrays.length-1] = new Random().nextInt(N-1)+1;
		int index = new Random().nextInt(N);
		arrays[index]=arrays[index]^arrays[arrays.length-1];
		arrays[arrays.length-1] = arrays[index]^arrays[arrays.length-1];
		arrays[index] = arrays[arrays.length-1]^arrays[index];
        
		int x=0;  //初始化为0,同0求异或为自己
		for(int i=1;i<N;i++) {  //逐步异或1~N-1
			x = x^i;
		}
		for(int i=0;i<arrays.length;i++) {  //逐步异或arrays
			x = x^arrays[i];
		}
        
		for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
			System.out.print(arrays[i]+" ");
		}
        
		System.out.println();
		System.out.println(x);

	}

}