【Java】位与&，位或| ,位异或 ^ 总结

一时失言乱红尘 2021-09-24 23:52 338阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *  按位与运算符（&）
         *  按位或运算符（|）
         *  异或运算符（^）
         *   *  应用举例1:
             *  应用举例2(综合&和^):
         *  左移运算符（<<）
         *  右移运算符（>>）
         *  总结

### 按位与运算符（&） ###

参加运算的两个数据，按二进制位进行“与”运算。

运算规则：0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1;

**即：两位同时为“1”，结果才为“1”，否则为0**

> 例如：3&5 即 0000 0011& 0000 0101 = 00000001 因此，3&5的值得1。

另，负数按补码形式参加按位与运算。

“与运算”的特殊用途：

（1）清零。如果想将一个单元清零，即使其全部二进制位为0，只要与一个各位都为零的数值相与，结果为零。

（2）取一个数中指定位

方法：找一个数，对应X要取的位，该数的对应位为1，其余位为零，此数与X进行“与运算”可以得到X中的指定位。

> 例：设X=10101110，  
> 取X的低4位，用 X & 0000 1111 = 00001110 即可得到；  
> 还可用来取X的2、4、6位。

### 按位或运算符（|） ###

参加运算的两个对象，按二进制位进行“或”运算。

运算规则：0|0=0； 0|1=1； 1|0=1； 1|1=1；

**即 ：参加运算的两个对象只要有一个为1，其值为1。**

例如:3|5　即 00000011 | 0000 0101 = 00000111 因此，3|5的值得7。

另，负数按补码形式参加按位或运算。

“或运算”特殊作用：

（1）常用来对一个数据的某些位置1。

方法：找到一个数，对应X要置1的位，该数的对应位为1，其余位为零。此数与X相或可使X中的某些位置1。

> 例：将X=10100000的低4位置1 ，用X | 0000 1111 = 1010 1111即可得到。

### 异或运算符（^） ###

参加运算的两个数据，按二进制位进行“异或”运算。

运算规则：0^0=0； 0^1=1； 1^0=1； 1^1=0；

即：参加运算的两个对象，如果两个相应位为“异”（值不同），则该位结果为1，否则为0。

“异或运算”的特殊作用：

（1）使特定位翻转找一个数，对应X要翻转的各位，该数的对应位为1，其余位为零，此数与X对应位异或即可。

例：X=10101110，使X低4位翻转，用X ^0000 1111 = 1010 0001即可得到。

（2）与0相异或，保留原值 ，X ^ 00000000 = 1010 1110。

下面重点说一下按位异或,异或其实就是不进位加法,如1+1=0，,0+0=0,1+0=1。

异或的几条性质:

1、交换律

2、结合律（即(ab)c == a(bc)）

3、对于任何数x，都有xx=0，x0=x

4、自反性: abb=a^0=a;

异或运算最常见于多项式除法，不过它最重要的性质还是自反性：A XOR B XOR B = A，即对给定的数A，用同样的运算因子（B）作两次异或运算后仍得到A本身。这是一个神奇的性质，利用这个性质，可以获得许多有趣的应用。 例如，所有的程序教科书都会向初学者指出，要交换两个变量的值，必须要引入一个中间变量。但如果使用异或，就可以节约一个变量的存储空间： 设有A,B两个变量，存储的值分别为a，b，则以下三行表达式将互换他们的值 表达式 （值） ：

a=a^b;

b=b^a;

a=a^b;

#### 应用举例1: ####

1-1000放在含有1001个元素的数组中，只有唯一的一个元素值重复，其它均只出现  
一次。每个数组元素只能访问一次，设计一个算法，将它找出来；不用辅助存储空  
间，能否设计一个算法实现？

解法一、显然已经有人提出了一个比较精彩的解法，将所有数加起来，减去1+2+…+1000的和。  
这个算法已经足够完美了，相信出题者的标准答案也就是这个算法，唯一的问题是，如果数列过大，则可能会导致溢出。  
解法二、异或就没有这个问题，并且性能更好。  
将所有的数全部异或，得到的结果与123…1000的结果进行异或，得到的结果就是重复数。

#### 应用举例2(综合&和^): ####

(题目链接:http://gdutcode.sinaapp.com/problem.php?cid=1051&pid=7)

一系列数中,除两个数外其他数字都出现过两次,求这两个数字,并且按照从小到大的顺序输出.例如 2 2 1 1 3 4.最后输出的就是3 和4

#include <cstdio>
    #include <algorithm>
    #include <iostream>
    #include <cstring>
    using namespace std;
    #define N 1000010
    int a[N];
     
    int main()
    { 
        //freopen("why.in", "r", stdin);
        //freopen("why.out", "w", stdout);
        int t;
        scanf("%d", &t);
        while(t--) { 
            int n;
            scanf("%d", &n);
            int x = 0;
            for(int i = 1; i <= n; i++) { 
                scanf("%d", &a[i]); x ^= a[i];
            }
            int num1 = 0, num2 = 0;
            int tmp = 1;
            while(!(tmp & x)) tmp <<= 1;
            cout<<tmp<<endl;
            for(int i = 1; i <= n; i++) { 
                if(tmp & a[i]) num1 ^= a[i];
                else num2 ^= a[i];
            }
            printf("%d %d\n", min(num1, num2), max(num1, num2));
        }
        return 0;
    }

### 左移运算符（<<） ###

将一个运算对象的各二进制位全部左移若干位（左边的二进制位丢弃，右边补0）。

例：a = a<< 2将a的二进制位左移2位，右补0，

左移1位后a = a \*2;

若左移时舍弃的高位不包含1，则每左移一位，相当于该数乘以2。

### 右移运算符（>>） ###

将一个数的各二进制位全部右移若干位，正数左补0，负数左补1，右边丢弃。

操作数每右移一位，相当于该数除以2。

例如：a = a>> 2 将a的二进制位右移2位，

左补0 or 补1得看被移数是正还是负。

### 总结 ###

３　& 5 首先转换成二进制，　然后计算