LeetCode 冥想——章节位操作

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简介按位运算符和 (&)或 (|)异或 (^)不是(~)左移(零填充)(右移(符号保留)(>>)右移(无符号)(>>>)有点设置一点资源

我们已经进入了本系列的最后一章,终于是时候简要介绍一下位操作了。

根据维基百科的定义,按位运算在位串、位数组或二进制数字(被视为位串)的各个位级别上进行运算。

我们首先用二进制(基数 2)表示一个数字。我们可以对数字使用 tostring 方法,并指定 基数:

const n = 17;console.log(n.tostring(2)); // 10001

我们还可以解析一个整数,给它一个基数:

console.log(parseint(10001, 2)); // 17

请注意,我们还可以表示带有前缀 0b 的二进制数:

console.log(0b10001); // 17console.log(0b101); // 5

例如,这些是相同的数字:

0b1 === 0b00000001 // true

javascript 中所有按位运算都是对 32 位二进制数执行的。
也就是说,在执行按位运算之前,javascript 将数字转换为 32 位 **有符号* 整数。*

例如,17 不会只是 10001,而是 00000000 00000000 00000000 00010001。

执行按位运算后,结果将转换回 64 位 javascript 数字。

按位运算符

和 (&)

如果两位都是 1,则结果为 1,否则为 0。

note

the gifs below show the numbers as 8-bit strings, but when doing bitwise operations, remember they are converted to 32-bit numbers.

LeetCode 冥想——章节位操作

const x1 = 0b10001;const x2 = 0b101;const result = x1 & x2; // 1 (0b1)

或 (|)

如果任意一位为 1,则结果为 1,否则为 0。

LeetCode 冥想——章节位操作

const x1 = 0b10001;const x2 = 0b101;const result = x1 | x2; // 21 (0b10101)

异或 (^)

如果各位不同(一位为1,一位为0),则结果为1,否则为0。

LeetCode 冥想——章节位操作

const x1 = 0b10001;const x2 = 0b101;const result = x1 ^ x2; // 20 (0b10100)

不是(~)

翻转位(1 变为 0,0 变为 1)。

LeetCode 冥想——章节位操作

const n = 17;const result = ~n; // -18
note

bitwise noting any 32-bit integer x yields -(x 1).

如果我们使用辅助函数来查看二进制表示,它正如我们所期望的:

console.log(createbinarystring(n));// -> 00000000 00000000 00000000 00010001console.log(createbinarystring(result));// -> 11111111 11111111 11111111 11101110

最左边的位表示信号 – 数字是负数还是正数。

请记住,我们说过 javascript 使用 32 位带符号整数进行按位运算。
最左边的位为 1 表示负数,0 表示正数
此外,运算符对操作数的二进制补码位表示进行运算。 对每一位应用运算符,并按位构造结果。

请注意,二进制补码允许我们获得带有反信号的数字。
一种方法是反转正数表示中数字的位并加 1:

function twoscomplement(n) {  return ~n + 0b1;}

左移(零填充)(

将给定数量的位数向左移动,添加从右侧移入的零位。

const n = 17;const result = n < 00000000 00000000 00000000 00010001console.log(createbinarystring(34));// -> 00000000 00000000 00000000 00100010

请注意,第 32 位(最左边的一位)被丢弃。

右移(符号保留)(>>)

将给定位数向右移动,在从左侧添加位时保留符号。

const n = 17;const result = n >> 1; // 8console.log(createbinarystring(17));// -> 00000000 00000000 00000000 00010001console.log(createbinarystring(8));// -> 00000000 00000000 00000000 00001000
const n = -17;const result = n >> 1; // -9console.log(createbinarystring(-17));// -> 11111111 11111111 11111111 11101111console.log(createbinarystring(-9));// -> 11111111 11111111 11111111 11110111

右移(无符号)(>>>)

将给定位数向右移动,从左侧添加位时添加 0,无论符号是什么。

const n = 17;const result = n >>> 1; // 8console.log(createbinarystring(17));// -> 00000000 00000000 00000000 00010001console.log(createbinarystring(8));// -> 00000000 00000000 00000000 00001000
const n = -17;const result = n >>> 1; // 2147483639console.log(createbinarystring(-17));// -> 11111111 11111111 11111111 11101111console.log(createbinarystring(2147483639));// -> 01111111 11111111 11111111 11110111

得到一点

要获取特定位,我们首先需要创建一个位掩码.
我们可以通过将 1 向左移动我们想要获取的位的索引来实现这一点。
结果是二进制数和位掩码的

但是,使用javascript,我们还可以通过索引进行无符号右移,将位放在第一位(这样我们就无法得到该位置的实际值,但它是否是1或 0):

function getbit(number, idx) {  const bitmask = 1 <>> idx;}

例如,我们尝试 13,二进制为 1101:

const binarynumber = 0b1101;console.log('bit at position 0:', getbit(binarynumber, 0));console.log('bit at position 1:', getbit(binarynumber, 1));console.log('bit at position 2:', getbit(binarynumber, 2));console.log('bit at position 3:', getbit(binarynumber, 3));/*output:bit at position 0: 1bit at position 1: 0bit at position 2: 1bit at position 3: 1*/

设置一点

如果我们想将一位变为 1(换句话说,“设置一点”),我们可以做类似的事情。

首先,我们可以通过将 1 向左移动我们想要设置为 1 的位的索引来再次创建位掩码。
结果是数字和位掩码的

function setbit(number, idx) {  const bitmask = 1 << idx;  return number | bitmask;    }

请记住,在我们的示例中,13 在二进制中是 1101,假设我们要在索引 1 处设置 0:

const binaryNumber = 0b1101;const newBinaryNumber = setBit(binaryNumber, 1);console.log(createBinaryString(newBinaryNumber));// -> 00000000 00000000 00000000 00001111console.log('Bit at position 1:', getBit(newBinaryNumber, 1));// -> Bit at position 1: 1

我们简要地了解了按位运算,以及获取/设置位。在最后一章中,我们将从 1 位数开始讨论五个问题。在那之前,祝您编码愉快。

资源

“javascript 位操作的绝对要点”- lucas f. costajs 位运算符号码(mdn)按位与 (mdn)按位非 (mdn)按位或 (mdn)按位异或 (mdn)左移(mdn)右移(mdn)无符号右移 (mdn)

以上就是LeetCode 冥想——章节位操作的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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