下面的位运算符在现实世界中有哪些用例?
和 XOR 不 或 左/右转
下面的位运算符在现实世界中有哪些用例?
和 XOR 不 或 左/右转
当前回答
一个非常具体的例子,但我用它们让我的数独求解器运行得更快(我和一个朋友进行了比赛)
每一列、行和3x3都表示为一个无符号整数,当我设置数字时,我会为相关列、行和3x3平方中设置的数字标记适当的位。
这样就很容易看到我可以在给定的正方形中放置什么可能的数字,因为我将右边的列、行和3x3的正方形放在一起,然后不这样做,留下一个表示给定位置可能的合法值的掩码。
希望大家能理解。
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Bitwise operators are useful for looping arrays which length is power of 2. As many people mentioned, bitwise operators are extremely useful and are used in Flags, Graphics, Networking, Encryption. Not only that, but they are extremely fast. My personal favorite use is to loop an array without conditionals. Suppose you have a zero-index based array(e.g. first element's index is 0) and you need to loop it indefinitely. By indefinitely I mean going from first element to last and returning to first. One way to implement this is:
int[] arr = new int[8];
int i = 0;
while (true) {
print(arr[i]);
i = i + 1;
if (i >= arr.length)
i = 0;
}
这是最简单的方法,如果你想避免if语句,你可以像这样使用模方法:
int[] arr = new int[8];
int i = 0;
while (true) {
print(arr[i]);
i = i + 1;
i = i % arr.length;
}
这两种方法的缺点是,模运算符是昂贵的,因为它在整数除法后寻找余数。第一个方法在每次迭代中运行if语句。然而,如果你的数组长度是2的幂,你可以很容易地生成一个像0 ..长度- 1,使用&(位和)操作符,如I & Length。知道了这些,上面的代码就变成了
int[] arr = new int[8];
int i = 0;
while (true){
print(arr[i]);
i = i + 1;
i = i & (arr.length - 1);
}
下面是它的工作原理。在二进制格式中,所有2的幂减去1的数都只用1表示。例如,二进制的3是11,7是111,15是1111,等等,你懂的。现在,如果你用任意一个数对一个只由1组成的二进制数,会发生什么?假设我们这样做:
num & 7;
如果num小于或等于7,那么结果将是num,因为每个加1的&-ed就是它自己。如果num大于7,在&操作期间,计算机将考虑7的前导零,当然,在&操作后,这些前导零将保持为零,只有后面的部分将保留。比如二进制的9和7
1001 & 0111
结果将是0001,它是十进制的1,并定位数组中的第二个元素。
如果你想计算你的数字mod(%) 2的某次方,你可以使用yourNumber & 2^N-1,在这种情况下,它与yourNumber % 2^N相同。
number % 16 = number & 15;
number % 128 = number & 127;
这可能只是作为模数运算的一种替代品有用,它的红利很大,是2^N。但即便如此,在我在。net 2.0上的测试中,它相对于模运算的速度提升也可以忽略不计。我怀疑现代编译器已经执行了这样的优化。有人知道更多吗?
还没人提到过收藏。有时您有一个较小的可能值集合,比如只有10或20个可能值,您希望将其中一些值保存在一个集合中。当然,您可以使用常规的Set实现,它很可能使用支持哈希表。但由于可能值的集合是如此之小,这实际上只是浪费时间和空间。相反,您可以将集合存储在单个int或长值中,这正是java EnumSet所做的,如果我没记错的话。
您可以使用它们作为一种快速而不常用的散列数据的方法。
int a = 1230123;
int b = 1234555;
int c = 5865683;
int hash = a ^ b ^ c;
通常位运算比乘除运算快。所以如果你需要用一个变量x乘以9,你会用x<<3 + x这将比x*9快几个周期。如果此代码位于ISR中,则可以节省响应时间。
类似地,如果您想使用数组作为循环队列,那么使用逐位操作来处理环绕检查会更快(也更优雅)。(你的数组大小应该是2的幂)。例如:,你可以使用tail = ((tail & MASK) +1)而不是tail = ((tail +1) < size) ?尾+1:0,如果你想插入/删除。
另外,如果您想要一个错误标志将多个错误代码保存在一起,则每个位可以保存一个单独的值。您可以与它与每个单独的错误代码作为检查。这用于Unix错误代码。
此外,n位位图可以是一个非常酷而紧凑的数据结构。如果要分配一个大小为n的资源池,我们可以使用n位表示当前状态。