逻辑运算与位运算

逻辑运算与位运算

C语言中已经学过有关逻辑运算符**&&,||, ! **以及位运算符 **&, |, ^, ~**的知识，本节我们不再赘述，只介绍一些应用。

值得一提的是，在C++中，&&可以用and代替，|| 可以用or代替，！可以用 not 代替。比如：

if (1 and 2) {
	cout << "you are excellent!";
}

if (1 or 0) {
	cout << "good morning!";
}

像and，or，not这类可以代替原有运算符作用的单词，我们也称为替代关键词。–> C++替代关键词(and，or，not)_Qt君-CSDN博客

那么逻辑运算和位运算有什么好玩的地方呢？（以下内容参考了JS 的骚操作_爱写bug的小boy的博客-CSDN博客）,在此表示感谢！

1. 使用！！将数字转化为布尔代数值（1和0）

   cout << !!10;    // 1
   cout << !!0;     // 0
   // 当然，用bool转换看得更明白
   cout << bool(10) << bool(0);  // 1 0
   

   其实在JavaScript语言中，其他类型（比如字符串，数组类型）也可以转换为布尔值，但是C++中却不行。比如：

   cout << !!"";     // 1
   cout << !!"a"     // 1
   // 虽然上面没有报错，但是所有的字符串（包括空字符串）结果都为1，这样的转换就失去了意义。
   cout << !![];     // 报错，然而在JavaScript语言中!![]语法却是正确的
   

2. << 快速算出2的整数倍

   cout << (1 << 2);    // 2
   cout << (1 << 10);   // 1024  注: 10月24日是程序员节哦
   cout << (1 << 2.5);  // 报错：表达式必须具有整数或者未区分范围的枚举类型
   // 可见C++中右移小数个2进制位是不行的，可以使用强制类型转换 int(2.5)
   
   // 使用变量时
   int x = 2.5;
   cout << (1 << x);    // 并不报错，输出2，可见应该进行了类型转换,2.5转换为2
   
   // 不只是2的整数次幂！
   cout << (1 << 6 + 1);    // 65 即 'A'的ASCll码
   
   // 不只是乘法，使用 >> 右移运算符可以快速整除2
   cout << (3 >> 1);    // 1
   cout << (4 >> 1);    // 2
   

3. 判断奇偶性

   如果x是奇数， x & 1 == 1

   如果x是偶数， x & 1 == 0

   cout << (3 & 1);    // 1 所以3为奇数
   cout << (6 & 1);    // 0 所以6为偶数
   

4. 一行代码交换两变量的值

   int x = 10, y = 20;
   x^=y^=x^=y;
   cout << x << " " << y;   // 20 10
   

5. ^ 判断两数是否相等

   // 常规判断
   if(x != 20){
       cout << "x不等于20";
   }
   // 使用 ^ 来判断
   if(x ^ 20){
       cout << "x不等于20";
   }
   

6. n&(n-1) 来判断是否为2的整数幂

   如果结果为0，则说明为2的整数幂

   int x = 20;
   cout << x&(x-1);   // 不为0，20不是2的整数幂
   x = 32;
   cout << x&(x-1);   // 为0，32是2的整数幂
   

7. ~ 的妙用

   我们来设想一种情况：

   我们有一个数组 int arr[] = [1,3,6,8,10]; 现在你写了一个函数 int find(int *arr，int e)来查找e在数组arr中的位置，如果没找到，则返回 -1；那么我们怎么根据返回值来判断到底找到了没有呢？

   // 第一种做法，很容易理解
   if(find(arr,4) != -1){
       cout << "找到4了";
   }
   
   // 第二种做法，使用~
   if(~find(arr,4)){
       cout << "找到4了";
   }
   
   // 规律是：~x == -(x+1), 所以 -1 按位取反后为0， 其他的0，1，2之类的按位取反后都不为0
   

本节内容叙述了一些逻辑运算和位运算的用法，并不是我们需要这么写，而是感受这些运算符的神奇之处，即使是很简单的东西，可能也有大智慧蕴含其中。