计算机中的所有数据均以二进制表示,即0或1。计算机不理解我们的语言,它们理解位。通常,程序员并不关心位级别的操作。那么如何在C和C ++中操作位?位表示在编程中,将n位整数存储为由n位组成的二进制数。因此,一个32位整数由32位组成,而64位整数,由64位组成。在C ++编程语言中,int数据类型为16位,32位和64位类型。
位表示
这是32位整数数字10的位表示形式:
00000000000000000000000000001010
在C ++中,int是带符号的或无符号的,因此位表示形式是带符号的或无符号的。
在带符号的表示中,第一位表示数字的符号(0表示正,1表示负),其余n-1位包含数字的大小。
有符号和无符号表示之间存在联系。签名号码:
-x 等于一个无符号数2^n – x。
-x (signed) = 2^n - x (unsigned)
int a = -10;
unsigned int b = a;
std::cout << a << " ";
/* -10 */std::cout << b << " ";
/* 4294967286 */
在签名表示中,下一个数字2^(n – 1) – 1是-2^n – 1,并且以无符号表示形式,是下一个数字2^n – 1是0。
位操作
我们可以使用&运算符检查数字是偶数还是奇数。如果x & 1 = 0然后x甚至x & 1 = 1然后x很奇怪 我们也可以这样说x被...整除2^k确切的时间x & (2^k – 1)= 0.x<>k对应于除法x通过2^k四舍五入为整数。
通用位任务
unsigned int的二进制表示形式:
void binary(unsigned int num)
{
for(int i = 256; i > 0; i = i/2) {
if(num & i)
std::cout << "1 ";
else
std::cout << "0 ";
}
std::cout << std::endl;
}
将位设置在位置:
int set_bit(int num, int position)
{
int mask = 1 << position;
return num | mask;
}
获取位的位置:
bool get_bit(int num, int position)
{
bool bit = num & (1 << position);
return bit;
}
在清零位置:
int clear_bit(int num, int position)
{
int mask = 1 << position;
return num & ~mask;
}
代表集
整数的位表示为0索引,并且索引从右侧(即最低有效位)开始。这样我们就可以代表集合的每个子集{0, 1, 2, ..., n-1}作为n位整数,其位指示哪个元素属于该子集。如果在数字的二进制表示中索引3的位为1,索引4的位为0,则3属于该子集,而4不属于该子集。
对于32位整数,集合为{0,1,2,…,31},子集为{1、3、4、8}。该集合的二进制表示形式是:00000000000000000000000100011010,十进制表示形式是2 ^ 8 + 2 ^ 4 + 2 ^ 3 + 2 ^ 1 = 282。
代码形成子集并向其中添加元素:
int add_elements_to_subset()
{
int subset = 0;
subset = subset | (1 << 1);
subset = subset | (1 << 3);
subset = subset | (1 << 4);
subset = subset | (1 << 8);
return subset;
}
打印子集元素的代码:
void printing_subset(int subset)
{
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
if (subset & (1 << i)) std::cout << i << " ";
}
}
附加功能
g ++编译器提供以下用于计数位的功能:
•__builtin_clz(x):数字开头的零个数字
•__builtin_ctz(x):数字结尾处的零数字
•__builtin_popcount(x):数字中的个数
•__builtin_parity(x):1的奇偶校验(偶数或奇数)
通过上述介绍,如何在C和C ++中操作位的相信大家已经清楚了吧,想了解更多关于编程语言的信息,请继续关注。