优秀程序员不得不知道的20个位运算技巧

一提起位运算，人们往往想到它的高效性，无论是嵌入式编程还是优化系统的核心代码，适当的运用位运算总是一种迷人的手段，或者当您求职的时候，在代码中写入适当的位运算也会让您的程序增加一丝亮点，最初当我读《编程之美》求“1的数目”时，我才开始觉得位运算是如此之美，后来读到《Hacker's Delight》，感慨到Henry S.Warren把位运算运用的如此神出鬼没，很多程序都十分精妙，我觉得在一个普通的程序中大量运用这样的代码的人简直是疯了！但掌握简单的位运算技巧还是必要的，所以今天写这篇博文把我积累的一些位运算技巧分享给大家，这些技巧不会是如求“1的数目”的技巧，是最基本的一行位运算技巧！

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1.获得int型最大值

 intgetMaxInt(){
 return(1<<31)-1;//2147483647，由于优先级关系，括号不可省略
 }

另一种写法

 intgetMaxInt(){
 return~(1<<31);//2147483647
 }

另一种写法

 intgetMaxInt(){//有些编译器不适用
 return(1<<-1)-1;//2147483647
 }

C语言中不知道int占几个字节时候

 intgetMaxInt(){
 return((unsignedint)-1)>>1;//2147483647
 }

2.获得int型最小值

 intgetMinInt(){
 return1<<31;//-2147483648
 }

另一种写法

 intgetMinInt(){//有些编译器不适用
 return1<<-1;//-2147483648
 }

3.获得long类型的最大值

C语言版

 longgetMaxLong(){
 return((unsignedlong)-1)>>1;//2147483647
 }

JAVA版

 longgetMaxLong(){
 return((long)1<<127)-1;//9223372036854775807
 }

获得long最小值，和其他类型的最大值，最小值同理.

4.乘以2运算

 intmulTwo(intn){//计算n*2
 returnn<<1;
 }

5.除以2运算

 intdivTwo(intn){//负奇数的运算不可用
 returnn>>1;//除以2
 }

6.乘以2的m次方

 intmulTwoPower(intn,intm){//计算n*(2^m)
 returnn<<m;
 }

7.除以2的m次方

 intdivTwoPower(intn,intm){//计算n/(2^m)
 returnn>>m;
 }

8.判断一个数的奇偶性

 booleanisOddNumber(intn){
 return(n&1)==1;
 }

9.不用临时变量交换两个数（面试常考）

C语言版

 voidswap(int*a,int*b){
 (*a)^=(*b)^=(*a)^=(*b);
 }

通用版（一些语言中得分开写）

 a^=b;
 b^=a;
 a^=b;

10.取绝对值（某些机器上，效率比n>0 ? n:-n 高）

 intabs(intn){
 return(n^(n>>31))-(n>>31);
 /*n>>31取得n的符号，若n为正数，n>>31等于0，若n为负数，n>>31等于-1
 若n为正数n^0=0,数不变，若n为负数有n^-1需要计算n和-1的补码，然后进行异或运算，
 结果n变号并且为n的绝对值减1，再减去-1就是绝对值*/
 }

11.取两个数的最大值（某些机器上，效率比a>b ? a:b高）

通用版

 intmax(inta,intb){
 returnb&((a-b)>>31)|a&(~(a-b)>>31);
 /*如果a>=b,(a-b)>>31为0，否则为-1*/
 }

C语言版

 intmax(intx,inty){
 returnx^((x^y)&-(x<y));
 /*如果x<yx<y返回1，否则返回0，
 、与0做与运算结果为0，与-1做与运算结果不变*/
 }

12.取两个数的最小值（某些机器上，效率比a>b ? b:a高）

通用版

 intmin(inta,intb){
 returna&((a-b)>>31)|b&(~(a-b)>>31);
 /*如果a>=b,(a-b)>>31为0，否则为-1*/
 }

C语言版

 intmin(intx,inty){
 returny^((x^y)&-(x<y));
 /*如果x<yx<y返回1，否则返回0，
 与0做与运算结果为0，与-1做与运算结果不变*/
 }

13.判断符号是否相同

 booleanisSameSign(intx,inty){//有0的情况例外
 return(x^y)>=0;//true表示x和y有相同的符号，false表示x，y有相反的符号。
 }

14.计算2的n次方

 intgetFactorialofTwo(intn){//n>0
 return2<<(n-1);//2的n次方
 }

15.判断一个数是不是2的幂

 booleanisFactorialofTwo(intn){
 returnn>0?(n&(n-1))==0:false;
 /*如果是2的幂，n一定是100...n-1就是1111....
 所以做与运算结果为0*/
 }

16.对2的n次方取余

 intquyu(intm,intn){//n为2的次方
 returnm&(n-1);
 /*如果是2的幂，n一定是100...n-1就是1111....
 所以做与运算结果保留m在n范围的非0的位*/
 }

17.求两个整数的平均值

 intgetAverage(intx,inty){
 return(x+y)>>1;
 ｝

另一种写法

 intgetAverage(intx,inty){
 return((x^y)>>1)+(x&y);
 /*(x^y)>>1得到x，y其中一个为1的位并除以2，
 x&y得到x，y都为1的部分，加一起就是平均数了*/

 }

下面是三个最基本对二进制位的操作

18.从低位到高位,取n的第m位

 intgetBit(intn,intm){
 return(n>>(m-1))&1;
 }

19.从低位到高位.将n的第m位置1

 intsetBitToOne(intn,intm){
 returnn|(1<<(m-1));
 /*将1左移m-1位找到第m位，得到000...1...000
 n在和这个数做或运算*/
 }

20.从低位到高位,将n的第m位置0

 intsetBitToZero(intn,intm){
 returnn&~(1<<(m-1));
 /*将1左移m-1位找到第m位，取反后变成111...0...1111
 n再和这个数做与运算*/
 }

另附一些对程序效率上没有实质提高的位运算技巧，一些也是位运算的常识（面试也许会遇到）

计算n+1

 -~n

计算n-1

 ~-n

取相反数

 ~n+1;

另一种写法

 (n^-1)+1;

if(x == a) x = b; if(x == b) x = a;

 x=a^b^x;

sign函数，参数为n，当n>0时候返回1，n<0时返回-1，n=0时返回0

 return!!n-(((unsigned)n>>31)<<1);

如果您知道实用的一行位运算技巧请留言，博主不胜感激，还有我总结的位运算难免有不健壮之处，请您多多批评。

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