0

0

C++如何实现位运算优化 C++位运算的高效使用技巧

穿越時空

穿越時空

发布时间:2025-08-03 08:47:01

|

444人浏览过

|

来源于php中文网

原创

c++位运算优化是通过位运算替代部分算术运算以提升效率。1. 乘除2的幂可用左移和右移实现;2. 取模2的幂可用按位与操作;3. 判断奇偶性可用x&1代替x%2;4. 交换两个数可通过异或运算实现;5. 使用位表示集合并进行集合运算;6. 在动态规划中使用状态压缩减少空间复杂度;7. 枚举子集可通过特定循环结构实现;但需注意:优先级问题、仅适用于整数类型、编译器可能已优化、代码可读性不可忽视;此外,c++位运算在嵌入式开发中因高效而广泛应用,且相较其他语言更底层,需关注溢出及符号处理差异。

C++如何实现位运算优化 C++位运算的高效使用技巧

C++位运算优化,简单来说,就是利用二进制的特性,用位运算符来替代一些传统的算术运算,从而提高程序的运行效率。但别指望所有地方都用位运算,适得其反的情况也很多。

C++如何实现位运算优化 C++位运算的高效使用技巧

解决方案: C++中的位运算主要包括按位与(&),按位或(|),按位异或(^),按位取反(~),左移(>)。它们可以直接对内存中的二进制位进行操作,因此在某些情况下比算术运算更快。

C++如何实现位运算优化 C++位运算的高效使用技巧
  1. 乘除法优化:

    C++如何实现位运算优化 C++位运算的高效使用技巧
    • x * 2
      可以用
      x << 1
      代替。
    • x / 2
      可以用
      x >> 1
      代替。
    • x * (2^n)
      可以用
      x << n
      代替。
    • x / (2^n)
      可以用
      x >> n
      代替。

    注意:位运算只适用于乘以或除以2的幂次方的情况。如果不是2的幂次方,还是老老实实用乘除法。

    立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  2. 取模优化:

    • x % (2^n)
      可以用
      x & (2^n - 1)
      代替。
    • 前提是模数必须是2的幂次方。
  3. 判断奇偶性:

    • x % 2 == 1
      可以用
      (x & 1) == 1
      代替,判断是否为奇数。
    • x % 2 == 0
      可以用
      (x & 1) == 0
      代替,判断是否为偶数。
  4. 交换两个数: (虽然现在编译器优化可能已经很好了,但了解一下也无妨)

    • 可以用异或运算来交换两个数,避免使用临时变量。
      a ^= b;
      b ^= a;
      a ^= b;
  5. 集合表示:

    ZOER
    ZOER

    AI全栈应用开发平台

    下载
    • 使用位来表示集合,例如用一个int的每一位代表一个元素是否在集合中。
    • 可以用位运算进行集合的并、交、差等操作。
  6. 状态压缩:

    • 在动态规划中,如果状态可以用二进制表示,可以使用位运算进行状态压缩,减少空间复杂度。
  7. 枚举子集:

    • 使用位运算可以方便地枚举一个集合的所有子集。
    for (int sub = s; sub > 0; sub = (sub - 1) & s) {
        // sub 是 s 的一个非空子集
    }
  8. 需要注意的点:

    • 位运算优先级比较低,需要注意加括号。
    • 位运算只适用于整数。
    • 编译器可能会进行优化,所以不一定所有情况下位运算都比算术运算快。最好进行实际测试。
    • 代码可读性很重要,不要为了优化而过度使用位运算,导致代码难以理解。

C++位运算在嵌入式开发中的应用

在嵌入式开发中,资源通常非常有限,对性能要求也很高。位运算由于其高效性,在嵌入式开发中被广泛应用。例如,可以使用位运算来控制硬件寄存器,读取传感器数据,处理通信协议等。

C++位运算与其他语言位运算的比较

C++的位运算和其他语言(如Java,Python)的位运算基本相同,但是需要注意一些细节。例如,Java中的右移运算符分为有符号右移(>>)和无符号右移(>>>),而C++只有有符号右移(>>)。Python的整数类型没有固定大小,所以不需要考虑溢出的问题,而C++需要注意整数溢出。总的来说,C++的位运算更加底层,需要程序员更加了解计算机的底层原理。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
java基础知识汇总
java基础知识汇总

java基础知识有Java的历史和特点、Java的开发环境、Java的基本数据类型、变量和常量、运算符和表达式、控制语句、数组和字符串等等知识点。想要知道更多关于java基础知识的朋友,请阅读本专题下面的的有关文章,欢迎大家来php中文网学习。

1500

2023.10.24

Go语言中的运算符有哪些
Go语言中的运算符有哪些

Go语言中的运算符有:1、加法运算符;2、减法运算符;3、乘法运算符;4、除法运算符;5、取余运算符;6、比较运算符;7、位运算符;8、按位与运算符;9、按位或运算符;10、按位异或运算符等等。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

231

2024.02.23

php三元运算符用法
php三元运算符用法

本专题整合了php三元运算符相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

87

2025.10.17

string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

443

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

544

2024.08.29

c++怎么把double转成int
c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

73

2025.08.29

C++中int的含义
C++中int的含义

本专题整合了C++中int相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

197

2025.08.29

传感器故障解决方法
传感器故障解决方法

传感器故障排除指南:识别故障症状(如误读或错误代码)。检查电源和连接(确保连接牢固,无损坏)。校准传感器(遵循制造商说明)。诊断内部故障(目视检查、信号测试、环境影响评估)。更换传感器(选择相同规格,遵循安装说明)。验证修复(检查信号准确性,监测异常行为)。

473

2024.06.04

俄罗斯Yandex引擎入口
俄罗斯Yandex引擎入口

2026年俄罗斯Yandex搜索引擎最新入口汇总,涵盖免登录、多语言支持、无广告视频播放及本地化服务等核心功能。阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

73

2026.01.28

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
C# 教程
C# 教程

共94课时 | 7.8万人学习

C 教程
C 教程

共75课时 | 4.2万人学习

C++教程
C++教程

共115课时 | 14.2万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号