位運算的效能大家想必是清楚的,效率絕對高。相信愛好原始碼的同學,在學習閱讀原始碼的過程中會發現不少原始碼使用了位運算。但是為啥在實際程式設計過程中應用少呢?想必最大的原因,是較為難懂。不過,在面試的過程中,在手寫**過程中,寫出一兩個位運算的**,還會讓面試官眼前一亮的。
位運算常用的運算子包括&(按位與), | (按位或),~(按位非),^(按位異或),<< (有符號左移位) ,>>(有符號右移位)。
下面用幾個例子說明其應用,希望對你有所啟發。
1、判斷奇數還是偶數
通常判斷奇數還是偶數我們想到的辦法就是除以2,看餘數是否為0。
python**如下:
def isodd(x):
return true if (x % 2) else false
如何使用位運算呢?
我們只需要使用&運算,與1進行&,如果為1,那麼該數為奇數;如果為0,那麼該數是偶數,python**如下:
def isodd(x):
return true if (x & 1) else false
2、左移一位相當於乘以2,右移一位相當於除以2
在面試的過程中,通常會遇到的乙個問題是寫二分查詢**。
二分查詢的**如下:
def binary_search(list, item):
''':param list: 有序列表
:param item: 要查詢的元素
:return: item在list中的索引,若不在list中返回none
'''low = 0
high = len(list) - 1
while low <= high:
midpoint = (low + high) // 2
if list[midpoint] == item:
return midpoint
elif list[midpoint] < item:
low = midpoint + 1
elif list[midpoint] > item:
high = midpoint - 1
return none
其中有一步是需要取最小小標和最大下標的中間值,若使用位運算子,midpoint = (low + high) >> 1,面試官肯定會對你刮目相看。
3、交換兩個數值
temp = b
b = a
a = temp
但是怎麼使用位運算來完成此功能呢?
a ^= b
b ^= a
a ^= b
確實比較難理解,原理是什麼呢?
第一行,a = a ^ b,很容易理解;
第二行, b = b ^ a = b ^ a ^ b,由於 b ^ b = 0,所以 b = a ^ 0,即 b = a;
第三行, a = a ^ b ,由於a在第一步重新賦值,所以,a = a ^ b ^ a = b,完成了數值交換。
這裡,總結下異或運算的特性:任意數和自身異或結果為0;0和任意數異或結果還是其本身。
4、尋找資料列表中的獨一無二
有乙個資料列表(2n+1個整數),只有乙個數出現了1次,其餘n個數都出現了2次。如何找到這個獨一無二的資料?
看到這個題目,相信大家第一次想到的演算法肯定是計數,建立列表,迴圈整個資料並計數,然後遍歷這個列表找到出現次數為1的資料。
這樣,空間複雜度為o(n)。
如何降低空間複雜度呢?
注意看一下剛剛講過的異或的特性:任意數和自身異或結果為0;0和任意數異或結果還是其本身。
那麼,出現了2次的n個數異或的結果是0,再與出現次數為1次的數異或的結果即為該數。即:找到這個獨一無二資料的辦法是通過對全部的資料進行異或操作,空間複雜度降低為o(1)。
5、計算乙個數值的二進位制數中有多少個1
def number1bit(x):
count = 0
while x:
count = count + (x&1)
x = x >> 1
return count
這樣存在乙個問題,就是如果有連續多個0,那麼需要做多次移位操作。有沒有簡單的方式跳過連續多個0的情況?
那就是通過與(x-1)進行&運算。這裡可能不太好理解,舉例說明一下
x 1110 0000
x - 1 1101 1111
x&(x-1) 1100 0000
通過這種方式,會把最後的那個1檢測出來。
python**實現如下:
def number1bit(x):
count = 0
while x:
count = count + 1
x = x & (x-1)
return count
總結:
1、與運算通常應用的場景是獲取某一位的值為1還是0(如判斷奇數偶數,統計數值中1的個數);
2、左移右移特性:左移一位相當於乘以2,右移一位相當於除以2;
3、異或特性:任意數和自身異或結果為0;0和任意數異或結果還是其本身。
詳解「 按位與 按位或 按位異或」
按位與 按位或 按位異或 1.按位與運算 按位與運算子 是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相與。只有對應的兩個二進位均為1時,結果位才為1 否則為0。參與運算的數以補碼方式出現。例如 9 5可寫算式如下 00001001 9的二進位制補碼 00000101 5的二進位制補碼 0000...
2019 9 02 按位或,按位與, 按位異或
a b a a b a 或者 b 只要有乙個為 1,那麼,a 的最終結果就為 1 a b a a b a 和 b 二者必須都為 1,那麼,a 的最終結果才為 1 a b a a b 當且僅當 a 和 b 的值不一致時,a 的最終結果才為1,否則為0 計算時,先把其化為二進位制數 如 5 0101 3...
按位與 按位異或 按位取反
按位與 按位或 按位異或 1.按位與運算 按位與運算子 是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相與。只有對應的兩個二進位均為1時,結果位才為1 否則為0。參與運算的數以補碼方式出現。例如 9 5可寫算式如下 00001001 9的二進位制補碼 00000101 5的二進位制補碼 0000...