位运算的应用

位运算符

wikipedia中对于位运算的定义：

位操作是程序设计中对位模式按位或二进制数的一元和二元操作。在许多古老的微处理器上，位运算比加减运算略快，通常位运算比乘除法运算要快很多。在现代架构中，情况并非如此：位运算的运算速度通常与加法运算相同（仍然快于乘法运算）。

在C#中位运算符有如下几种：

位运算符	表意	示例	应用
~	位逻辑非运算	~a
&	位逻辑与运算	a&b	数的奇偶性
|	位逻辑或运算	a|b
^	位逻辑异或运算	a^b	只出现一次的数字、值交换
<<	位左移运算	a<<1	RGB与16进制颜色值的互相转换
>>	位右移运算	a>>1	RGB与16进制颜色值的互相转换

在日常开发中极少会用到位运算，很多人从来都没使用过，因为一般的业务开发都使用加减乘除运算，而位运算的应用场景更多的是一些算法方面的应用。

注：文中代码可以使用try.net运行。

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。

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0，0与0等于0。
比如：10010001（二进制）&11110000等于10010000（二进制）。

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）。

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）。

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)。
在不限制位数，不溢出的情况下：a<<b等同于a*2^b。

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)。
在不限制位数，不溢出的情况下：a>>b等同于a/2^b。

位运算符的应用

数的奇偶性

检测一个数的奇偶性。

using System;

public class Program{
    public static void Main(){
        int a=12;
        if((a & 1)!=0){
            Console.WriteLine("ji");
        }else{
            Console.WriteLine("ou");
        }
    }
}

只出现一次的数字

只出现一次的数字：
给定一个非空整数数组，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。

题目意思是：如输入[1,2,3,3,1]；则输出2。
一般第一反应会是循环遍历，记录元素出现的次数；这样需要使用其他的kv集合（额外的内存空间）；
然而此题可以使用异或运算一次循环得到结果。
如下代码所示：

using System;

public class Program{
    public static void Main(){
        int[] nums={1,1,2,2,3,4,3};
        int res= SingleNumber(nums);
        Console.WriteLine(res);
        res= SingleNumber_kv(nums);
        Console.WriteLine(res);
    }
    //位运算
    public static int SingleNumber(int[] nums) {
        int temp=0;
        for(int i=0;i<nums.Length;i++){
            temp=temp^nums[i];
        }
        return temp;
    }
    //传统方案
    public static int SingleNumber_kv(int[] nums) {
        Dictionary<int,int> dic=new Dictionary<int,int>();
        for(int i=0;i<nums.Length;i++){
            if(!dic.ContainsKey(nums[i])){
                dic.Add(nums[i],1);
            }else{
                dic[nums[i]]=dic[nums[i]]+1;
            }
        }
        return dic.Keys.Select(x => new { x, y = dic[x] }).OrderBy(x => x.y).First().x;
    }
}

值交换

值交换：
a=1,b=2;交换a与b的值。

值交换很常见，方法也很多（临时变量、加减运算等），使用异或运算可以不使用临时变量交换数值：

using System;

public class Program{
    public static void Main(){
        int a=11;
        int b=23;
        a=a^b;
        b=b^a;
        a=a^b;
        Console.WriteLine(a);
        Console.WriteLine(b);
    }
}

RGB与16进制颜色值的互相转换

RGB与16进制颜色值的互相转换：
例如RGB(255,255,255)转换为#FFFFFF，#000000转为RGB(0,0,0)。

using System;

public class Program{
    public static void Main(){
        string res= RGBtoHex(255,255,255);
        Console.WriteLine(res);

        res=HextoRGB("#000000");
        Console.WriteLine(res);
    }

    private static string RGBtoHex(int r,int g,int b){
        int  color = r<<16 | g<<8 | b;
        return "#"+color.ToString("X");
    }

    private static string HextoRGB(string hex){
        hex = hex.Replace("#","");
        int v=Convert.ToInt32(hex,16);
        int r = v >> 16;
        int g = v >> 8 & 0xff;
        int b = v & 0xff;
        return "rgb("+r+","+g+","+b+")";
    }
}

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

部分内容引用自：http://www.cnblogs.com/zgqys1980/archive/2010/05/31/1748404.html
【本文章出自NM1024.com，转载请注明作者出处。】

>>转载请注明原文链接地址：位运算的应用