異或,是一個(gè)數(shù)學(xué)運(yùn)算符,英文為exclusive OR,縮寫為xor,應(yīng)用于邏輯運(yùn)算。異或的數(shù)學(xué)符號(hào)為“⊕”,計(jì)算機(jī)符號(hào)為“xor”。其運(yùn)算法則為:
a⊕b = (?a ∧ b) ∨ (a ∧?b)
如果a、b兩個(gè)值不相同,則異或結(jié)果為1。如果a、b兩個(gè)值相同,異或結(jié)果為0。
異或也叫半加運(yùn)算,其運(yùn)算法則相當(dāng)于不帶進(jìn)位的二進(jìn)制加法:二進(jìn)制下用1表示真,0表示假,則異或的運(yùn)算法則為:0⊕0=0,1⊕0=1,0⊕1=1,1⊕1=0(同為0,異為1),這些法則與加法是相同的,只是不帶進(jìn)位。
異或略稱為XOR、EOR、EX-OR
程序中有三種演算子:XOR、xor、⊕。
使用方法如下
z = x ⊕ y
z = x xor y
異或運(yùn)算的作用
參與運(yùn)算的兩個(gè)值,如果兩個(gè)相應(yīng)bit位相同,則結(jié)果為0,否則為1。
即:
0^0 = 0,
1^0 = 1,
0^1 = 1,
1^1 = 0
按位異或的3個(gè)特點(diǎn):
?。?) 0^0=0,0^1=1 0異或任何數(shù)=任何數(shù)
?。?) 1^0=1,1^1=0 1異或任何數(shù)-任何數(shù)取反
(3) 任何數(shù)異或自己=把自己置0
按位異或的幾個(gè)常見用途:
?。?) 使某些特定的位翻轉(zhuǎn)
例如對(duì)數(shù)10100001的第2位和第3位翻轉(zhuǎn),則可以將該數(shù)與00000110進(jìn)行按位異或運(yùn)算。
10100001^00000110 = 10100111
?。?) 實(shí)現(xiàn)兩個(gè)值的交換,而不必使用臨時(shí)變量。
例如交換兩個(gè)整數(shù)a=10100001,b=00000110的值,可通過下列語句實(shí)現(xiàn):
a = a^b; //a=10100111
b = b^a; //b=10100001
a = a^b; //a=00000110
(3) 在匯編語言中經(jīng)常用于將變量置零:
xor a,a
?。?) 快速判斷兩個(gè)值是否相等
舉例1: 判斷兩個(gè)整數(shù)a,b是否相等,則可通過下列語句實(shí)現(xiàn):
return ((a ^ b) == 0)
舉例2: Linux中最初的ipv6_addr_equal()函數(shù)的實(shí)現(xiàn)如下:
static inline int ipv6_addr_equal(const struct in6_addr *a1, const struct in6_addr *a2)
{
return (a1-》s6_addr32[0] == a2-》s6_addr32[0] &&
a1-》s6_addr32[1] == a2-》s6_addr32[1] &&
a1-》s6_addr32[2] == a2-》s6_addr32[2] &&
a1-》s6_addr32[3] == a2-》s6_addr32[3]);
}
可以利用按位異或?qū)崿F(xiàn)快速比較, 最新的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)修改為:
static inline int ipv6_addr_equal(const struct in6_addr *a1, const struct in6_addr *a2)
{
return (((a1-》s6_addr32[0] ^ a2-》s6_addr32[0]) |
?。╝1-》s6_addr32[1] ^ a2-》s6_addr32[1]) |
(a1-》s6_addr32[2] ^ a2-》s6_addr32[2]) |
?。╝1-》s6_addr32[3] ^ a2-》s6_addr32[3])) == 0);
}
5 應(yīng)用通式:
對(duì)兩個(gè)表達(dá)式執(zhí)行按位異或。
result = expression1 ^ expression2
result
任何變量。
expression1
任何表達(dá)式。
expression2
任何表達(dá)式。
說明
^ 運(yùn)算符查看兩個(gè)表達(dá)式的二進(jìn)制表示法的值,并執(zhí)行按位異或。該操作的結(jié)果如下所示:
0101 (expression1)1100 (expression2)----1001 (結(jié)果)當(dāng)且僅當(dāng)只有一個(gè)表達(dá)式的某位上為 1 時(shí),結(jié)果的該位才為 1。否則結(jié)果的該位為 0。
只能用于整數(shù)
下面這個(gè)程序用到了“按位異或”運(yùn)算符:
class E
{ public static void main(String args[ ])
{
char a1=‘十’ , a2=‘點(diǎn)’ , a3=‘進(jìn)’ , a4=‘攻’ ;
char secret=‘8’ ;
a1=(char) (a1^secret);
a2=(char) (a2^secret);
a3=(char) (a3^secret);
a4=(char) (a4^secret);
System.out.println(“密文:”+a1+a2+a3+a4);
a1=(char) (a1^secret);
a2=(char) (a2^secret);
a3=(char) (a3^secret);
a4=(char) (a4^secret);
System.out.println(“原文:”+a1+a2+a3+a4);
}
}
就是加密啊解密啊
char類型,也就是字符類型實(shí)際上就是整形,就是數(shù)字。
計(jì)算機(jī)里面所有的信息都是整數(shù),所有的整數(shù)都可以表示成二進(jìn)制的,實(shí)際上計(jì)算機(jī)只認(rèn)識(shí)二進(jìn)制的。
位運(yùn)算就是二進(jìn)制整數(shù)運(yùn)算啦。
兩個(gè)數(shù)按位異或意思就是從個(gè)位開始,一位一位的比。
如果兩個(gè)數(shù)相應(yīng)的位上一樣,結(jié)果就是0,不一樣就是1
所以111^101=010
那加密的過程就是逐個(gè)字符跟那個(gè)secret字符異或運(yùn)算。
解密的過程就是密文再跟同一個(gè)字符異或運(yùn)算
010^101=111
至于為什么密文再次異或就變?cè)牧耍@個(gè)稍微想下就知道了。。
異或運(yùn)算:按位異或運(yùn)算符
首先異或表示當(dāng)兩個(gè)數(shù)的二進(jìn)制表示,進(jìn)行異或運(yùn)算時(shí),當(dāng)前位的兩個(gè)二進(jìn)制表示不同則為1相同則為0.該方法被廣泛推廣用來統(tǒng)計(jì)一個(gè)數(shù)的1的位數(shù)!
參與運(yùn)算的兩個(gè)值,如果兩個(gè)相應(yīng)bit位相同,則結(jié)果為0,否則為1。
即:
0^0 = 0,
1^0 = 1,
0^1 = 1,
1^1 = 0
按位異或的3個(gè)特點(diǎn):
?。?) 0^0=0,0^1=1 0異或任何數(shù)=任何數(shù)
?。?) 1^0=1,1^1=0 1異或任何數(shù)-任何數(shù)取反
(3) 任何數(shù)異或自己=把自己置0
按位異或的幾個(gè)常見用途:
?。?) 使某些特定的位翻轉(zhuǎn)
例如對(duì)數(shù)10100001的第2位和第3位翻轉(zhuǎn),則可以將該數(shù)與00000110進(jìn)行按位異或運(yùn)算。
10100001^00000110 = 10100111
(2) 實(shí)現(xiàn)兩個(gè)值的交換,而不必使用臨時(shí)變量。
例如交換兩個(gè)整數(shù)a=10100001,b=00000110的值,可通過下列語句實(shí)現(xiàn):
a = a^b; //a=10100111
b = b^a; //b=10100001
a = a^b; //a=00000110
位運(yùn)算
位運(yùn)算時(shí)把數(shù)字用二進(jìn)制表示之后,對(duì)每一位上0或者1的運(yùn)算。理解位運(yùn)算的第一步是理解二進(jìn)制。二進(jìn)制是指數(shù)字的每一位都是0或者1.比如十進(jìn)制的2轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制之后就是10。
其實(shí)二進(jìn)制的運(yùn)算并不是很難掌握,因?yàn)槲贿\(yùn)算總共只有5種運(yùn)算:與、或、異或、左移、右移。如下表:
左移運(yùn)算:
左移運(yùn)算符m《《n表示吧m左移n位。左移n位的時(shí)候,最左邊的n位將被丟棄,同時(shí)在最右邊補(bǔ)上n個(gè)0.比如:
右移運(yùn)算:
右移運(yùn)算符m》》n表示把m右移n位。右移n位的時(shí)候,最右邊的n位將被丟棄。但右移時(shí)處理最左邊位的情形要稍微復(fù)雜一點(diǎn)。這里要特別注意,如果數(shù)字是一個(gè)無符號(hào)數(shù)值,則用0填補(bǔ)最左邊的n位。如果數(shù)字是一個(gè)有符號(hào)數(shù)值,則用數(shù)字的符號(hào)位填補(bǔ)最左邊的n位。也就是說如果數(shù)字原先是一個(gè)正數(shù),則右移之后再最左邊補(bǔ)n個(gè)0;如果數(shù)字原先是負(fù)數(shù),則右移之后在最左邊補(bǔ)n個(gè)1.下面是堆兩個(gè)8位有符號(hào)數(shù)作右移的例子:
關(guān)于移位的運(yùn)算有這樣的等價(jià)關(guān)系:把整數(shù)右移一位和把整數(shù)除以2在數(shù)學(xué)上是等價(jià)的。
計(jì)算機(jī)內(nèi)部只識(shí)別1、0,十進(jìn)制需變成二進(jìn)制才能使用移位運(yùn)算符《《,》》 。
int j = 8;
p = j 《《 1;
cout《《p《《endl;
在這里,8左移一位就是8*2的結(jié)果16 。
移位運(yùn)算是最有效的計(jì)算乘/除乘法的運(yùn)算之一。
按位與(&)其功能是參與運(yùn)算的兩數(shù)各對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位相與。只有對(duì)應(yīng)的兩個(gè)二進(jìn)制位均為1時(shí),結(jié)果位才為1,否則為0 。參與運(yùn)算的數(shù)以補(bǔ)碼方式出現(xiàn)。
先舉一個(gè)例子如下:
題目:請(qǐng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù),輸入一個(gè)正數(shù),輸出該數(shù)二進(jìn)制表示中1的個(gè)數(shù)。
這里用到了這樣一個(gè)知識(shí)點(diǎn):把一個(gè)整數(shù)減去1,再和原整數(shù)做與運(yùn)算,會(huì)把該整數(shù)最右邊一個(gè)1變成0 。 那么一個(gè)整數(shù)的二進(jìn)制表示中有多少個(gè)1,就可以進(jìn)行多少次這樣的操作。
總結(jié):把一個(gè)整數(shù)減去1之后再和原來的整數(shù)做位與運(yùn)算,得到的結(jié)果相當(dāng)于是把整數(shù)的二進(jìn)制表示中的最右邊一個(gè)1變成0 。
位運(yùn)算的應(yīng)用可以運(yùn)用于很多場(chǎng)合:
清零特定位(mask中特定位置0,其它位為1 , s = s & mask)。
取某數(shù)中指定位(mask中特定位置,其它位為0, s = s & mask)。
舉例:輸入兩個(gè)整數(shù)m和n,計(jì)算需要改變m的二進(jìn)制表示中的多少位才能得到n。
解決方法:第一步,求這兩個(gè)數(shù)的異或;第二步,統(tǒng)計(jì)異或結(jié)果中1的位數(shù)。
接下來我們?cè)倥e一例,就可以更好的說明移位運(yùn)算了:用一條語句判斷一個(gè)整數(shù)是不是2的整數(shù)次方。
解決方法:一個(gè)整數(shù)如果是2的整數(shù)次方,那么它的二進(jìn)制表示中有且只有一位是1,而其它所有位都是0 。 根據(jù)前面的分析,把這個(gè)整數(shù)減去1后再和它自己做與運(yùn)算,這個(gè)整數(shù)中唯一的1就變成0了。
解答:?。▁ & (x - 1))
評(píng)論