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位运算算法

位运算算法

作者: 点滴86 | 来源:发表于2022-08-10 15:52 被阅读0次

    1、不借助临时变量,交换两个变量的值

        var a = 10
        var b = 6
        
        a = a ^ b
        b = a ^ b
        a = a ^ b
        print(a)
        print(b)
    

    2、给定一个无符号整型(UInt)变量,求其二进制表示中"1"的个数,要求算法的执行效率尽可能的高
    思路:看一个八位整数10010001,先判断最后一位是否为1,而“与”操作可以达到目的。可以把这个八位的数字与00000001进行"与"操作。如果结果为1,则表示当前八位数的最后一位为1,否则为0。怎么判断第二位呢?向右移位,再延续前面的判断即可。

    func getCountOfOne(num: UInt) -> UInt {
        var tmp = num
        var count: UInt = 0
        var loopCount = 0
        while tmp != 0 {
            count += tmp & 1
            tmp = tmp >> 1
            loopCount += 1
        }
        print("getCountOfOne循环次数\(loopCount)")
        
        return count
     }
    

    3、如果整数的二进制中有较多的0,那么我们每一次右移一位做判断会很浪费,怎么改进前面的算法呢?有没有办法让算法的复杂度只与“1”的个数有关?
    思路:为了简化这个问题,我们考虑只有高位有1的情况。例如:11000000,如何跳过前面低位的6个0,而直接判断低七位的1?我们可以设计11000000和10111111(也就是11000000 - 1)做“与”操作,消去最低位的1。如果得到的结果为0,说明我们已经找到或者消去里面最后一个1。如果不为0,那么说明我们消去了最低位的1,但是二进制中还有其他的1,我们的计数器需要加1,然后继续上面的操作。

     func getCountOfOne2(num: UInt) -> UInt {
        var tmp = num
        var count: UInt = 0
        var loopCount = 0
        while tmp != 0 {
            count += 1
            tmp = tmp & (tmp - 1)
            loopCount += 1
        }
        print("getCountOfOne2循环次数\(loopCount)")
        
        return count
     }
    

    4、给定一个无符号整型(UInt)变量,判断是否为2的整数次幂。
    思路:一个整数如果是2的整数次方,那么它的二进制表示中有且只有一位是1,而其它所有位都是0。根据前面的分析,把这个整数减去1后再和它自己做与运算,这个整数中唯一的1就变成0了,也就是得到的结果为0。

     func isPowerOfTwo(num: UInt) -> Bool {
        return (num & (num - 1)) == 0
    }
    

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