在C#中可以对整型运算对象按位进行逻辑运算。按位进行逻辑运算的意义是:依次取被运算对象的每个位,进行逻辑运算,每个位的逻辑运算结果是结果值的每个位。
C#支持的位逻辑运算符如下表所示。
运算符号 意义 运算对象类型 运算结果类型 对象数 实例
~ 位逻辑非运算 整型,字符型 整型 1 ~a
& 位逻辑与运算 2 a & b
| 位逻辑或运算 2 a | b
^ 位逻辑异或运算 2 a ^ b
<< 位左移运算 2 a<<4
>> 位右移运算 2 a>>2
1、位逻辑非运算
位逻辑非运算是单目的,只有一个运算对象。位逻辑非运算按位对运算对象的值进行非运算,即:如果某一位等于0,就将其转变为1;如果某一位等于1,就将其转变为0。
比如,对二进制的10010001进行位逻辑非运算,结果等于01101110,用十进制表示就是:
~145等于110;对二进制的01010101进行位逻辑非运算,结果等于10101010。用十进制表示就是~85等于176。
2、位逻辑与运算
位逻辑与运算将两个运算对象按位进行与运算。与运算的规则:1与1等于1,1与0等于0。
比如:10010001(二进制)&11110000等于10010000(二进制)。
3、位逻辑或运算
位逻辑或运算将两个运算对象按位进行或运算。或运算的规则是:1或1等1,1或0等于1,
0或0等于0。比如10010001(二进制)| 11110000(二进制)等于11110001(二进制)。
4、位逻辑异或运算
位逻辑异或运算将两个运算对象按位进行异或运算。异或运算的规则是:1异或1等于0,
1异或0等于1,0异或0等于0。即:相同得0,相异得1。
比如:10010001(二进制)^11110000(二进制)等于01100001(二进制)。
5、位左移运算
位左移运算将整个数按位左移若干位,左移后空出的部分0。比如:8位的byte型变量
byte a=0x65(即二进制的01100101),将其左移3位:a<<3的结果是0x27(即二进制的00101000)。
6、位右移运算
位右移运算将整个数按位右移若干位,右移后空出的部分填0。比如:8位的byte型变量
Byte a=0x65(既(二进制的01100101))将其右移3位:a>>3的结果是0x0c(二进制00001100)。
在进行位与、或、异或运算时,如果两个运算对象的类型一致,则运算结果的类型就是运算对象的类型。比如对两个int变量a和b做与运算,运算结果的类型还是int型。如果两个运算
对象的类型不一致,则C#要对不一致的类型进行类型转换,变成一致的类型,然后进行运算。
类型转换的规则同算术运算中整型量的转换则一致。
由位运算符连接整型量而成的表达式就是位运算表达式。
以上部分转自:http://blog.csdn.net/phoebeofhust/archive/2008/04/06/2255358.aspx
高级的编程语言往往能让我们直接访问变量的位,而计算机本身内部就是二进制的表示,所以对位操作,对计算机而言当然是极有效率。和2有关的题目很可能需要使用位运算来计算, 效率更高。 下边是从园友:高歌的博客文章摘录整理出的2道和bitewise logical operation有关系的算法题及解题思路。
问题1:请写一个方法判断一个整数是奇数还是偶数。
分析:
如果答案就是下面这个方法
public static bool IsEven(int number)
{
return ((number % 2) == 0);
}
貌似我也就不用多费口舌了,这样的问题,地球人都能回答出来。
既然我们已经提到位运算,当然要关注一下奇数和偶数究竟有何不同,奇数的最后一位总是1,比如奇数3,二进制形式为00000011(省略前面24个0),而偶数的最后一位总是0,比如偶数6,二进制形式为00000110。所以我们现在只要检测数字的最低位是否为0,就可以知道它是不是偶数了。
那么,怎么判断最低位是0呢?通常的方案是将最低位和1相与,如果结果为0,则为偶数,否则为奇数
比如奇数3和1位与,实际上是
00000000 00000000 00000000 00000011
&00000000 00000000 00000000 00000001
---------------------------------------------
00000000 00000000 00000000 00000001
再比如偶数6和1位与,实际上是
00000000 00000000 00000000 00000110
&00000000 00000000 00000000 00000001
---------------------------------------------
00000000 00000000 00000000 00000000
所以我们的最终答案可能如下
/// <summary>
/// 判断一个整数是否是偶数
/// </summary>
/// <param name="number">传入的整数</param>
/// <returns>如果是偶数,返回true,否则为false</returns>
public static bool IsEven(int number)
{
return ((number & 1) == 0);
}
/// <summary>
/// 判断一个整数是否是奇数
/// </summary>
/// <param name="number">传入的整数</param>
/// <returns>如果是奇数,返回true,否则为false</returns>
public static bool IsOdd(int number)
{
return !IsEven(number);
}
问题2:请写一个方法判断一个整数是否是2的n次方。
相信你能马上写出如下的算法
public static bool IsPower(int number)
{
if (number <= 0)
{
return false;
}
while (true)
{
if (number == 1)
{
return true;
}
//如果是奇数
if ((number & 1) == 1)
{
return false;
}
//右移一位
number >>= 1;
}
}
public static void Main()
{
Console.WriteLine(IsPower(-8));
Console.WriteLine(IsPower(0));
Console.WriteLine(IsPower(1));
Console.WriteLine(IsPower(2));
Console.WriteLine(IsPower(5));
Console.WriteLine(IsPower(9));
Console.WriteLine(IsPower(12));
Console.WriteLine(IsPower(16));
}
初学写成这样确实不错,我们用到了位运算,但事实上,貌似和没有用的时候算法效率差不多。(提一个额外的话题,在写程序时尽量使用复合赋值运算符号,比如 i++的效率比 i += 1要高, i += 1 又比 i = i + 1要高)
但再仔细考虑一下,2的n次方会有什么特点?那就是其二进制表示只有1个1,那我们又怎么能知道其二进制表示只有1个1呢?
想了两天,突然想到,如果是整数8,其二进制表示形式是00001000,减去1后为00000111,而这两者位与的结果刚好是0
所以就有了下面的算法
public static bool IsPower(int number)
{
if (number <= 0)
{
return false;
}
if ((number & (number - 1)) == 0)
{
return true;
}
return false;
}
这个算法的效率一次循环都没做当然要比上面的高(事实上下面的算法时间复杂度是O(1),而上面的算法时间复杂度是O(n))。
问题3: 对字节变量,其二进制表示法中求有多少个1,如 00101010则返回值为 3,也是要求效率最高。
{
int count = 0;
if (data == 0)
{
}
else if (data > 0)
{
while (data > 0)
{
data &= (data - 1);
count++;
}
}
else
{
int minValue = -0x40000001;
while (data > minValue)
{
data &= (data - 1);
count++;
}
count++;
}
return count;
}
注: 以上3个问题均摘自: http://www.cnblogs.com/amandag/, 其中第3个问题的解法由浪子无晴我本人提供.