位运算 二进制枚举 掩位码
0xFF 二进制
众所周知在计算机中信息都是用二进制储存的 那你知道在计算机内部怎样储存的吗
原码
原码就是在这个数绝对值的二进制前面加上一个符号位(符号位为 \(0\) 则为正数 符号位为 \(1\)则为负数 反之亦然)
举几个栗子
比如 \(42\) 它的二进制就是 \((101010)_2\) 所以原码是 \((00101010)_2\)
再比如 \(-42\) 的原码是 \((10101010)_2\)
我们来验证一下
这不对啊
反码
聪明的你想到了一个方法那就是把负数除了符号位都反过来
比如 \(-42\) 的原码是 \((10101010)_2\) 所以反码是 \((11010101)_2\)
再来计算一下
是 \(-0\) ?
补码
你又想到了 我们可以在反码的基础上\(+1\)
比如 \(-42\) 的原码是 \((10101010)_2\) 反码是 \((11010101)_2\) 所以补码是 \((11010110)_2\)
再来计算一下
没错 就是 \(0\)
这就是在计算机内部储存整数的方法补码
0x01 位运算
正片开始
在计算机中有些运算速度极快 它们就是位运算
位运算有六种分别是
-按位与: $\mathrm{AND} $ &
-按位或: $\mathrm{OR} $ |
-取反: $\mathrm{NOT} $ ~
-异或: $\oplus $ ^
-左移: \(<<\) <<
-右移: \(>>\) >>
具体做什么就不说了应该都知道 重要的是那一些性质
位运算的性质
我们可以发现计算位运算时每一位是互相无关的 我们可以用这一个特点来做题
可以发现当最高位为 \(0\) 时这个算式为 \(0\)
code:
#include
using namespace std;
using ll=long long;
ll x;
int t;
int main(){
cin>>t;
while(t--){
cin>>x;
for(int i=30;i>=0;i--){
ll A=(1<
$\mathrm{AND} $ 和 $\mathrm{OR} $
根据定义可以知道
\[a\ \mathrm{OR}\ b = \mathrm{NOT}\ ((\mathrm{NOT}\ a)\ \mathrm{AND}\ (\mathrm{NOT}\ b))
\]可以用上这个性质将 $\mathrm{OR} $ 和 $\mathrm{AND} $ 互相转换
$\mathrm{NOT} \ a $ 和 \(-a\)
根据补码的定义 \(\mathrm{NOT} \ a = -(a+1)\) 和 $ -a = \mathrm{NOT} \ a +1 $
这个和树状数组的 \(\mathrm{lowbit}\) 有密切的关系
\(\mathrm{lowbit}\)
\(\mathrm{lowbit}\) 就是二进制位上最低位的 \(1\) 所代表的数 如 \(\mathrm{lowbit} \ (42) = \mathrm{lowbit} \ ((00101010)_2) = 2\)
通过瞪眼法观察可以发现 \(\mathrm{lowbit} \ (x) = x\ \mathrm{AND} \ (-x)\) 证明不难
$\oplus $
$\oplus $ 就十分有趣了有许多题都爱用它的性质
- \(a\oplus a=0\)
- \(0\oplus a=a\)
- \(a\oplus b\ \oplus b=a\)
- \(a \oplus b \le a+b\)
根据 $\oplus $ 的性质可以想到 把所有数异或起来 出现两次的会归零
code:
#include
using namespace std;
long long n,x,ans;
int main(){
cin>>n;
while(n--)cin>>x,ans^=x;
cout<
记得卡一下常 把输入输出换成 printf和scanf 或者 手写快读快写
判断第 \(x\) 位是否为 \(1\)
可用 \(a\ \mathrm{AND} (1\ << \ x)\)
0x02 二进制枚举
我们可以用一个 bool 数组来表示选与不选 那我们也可以用二进制来表示 这就是 二进制枚举多说无益看题
我们可以枚举每一科的每一道题用左脑还是右脑来做
code:
#include
using namespace std;
using ll=long long;
int s1,s2,s3,s4,ans;
int A[30],B[30],C[30],D[30];
int main(){
cin>>s1>>s2>>s3>>s4;
for(int i=1;i<=s1;i++)cin>>A[i];
for(int i=1;i<=s2;i++)cin>>B[i];
for(int i=1;i<=s3;i++)cin>>C[i];
for(int i=1;i<=s4;i++)cin>>D[i];
int MiN=INT_MAX;
for(int i=0;i<(1<
其实可以封装成函数但我懒 AwA
0x03 掩位码
那我们会想我们可不可以用二进制来表示集合呢 当然可以
下面是集合运算和位运算的对照表
名称
集合符号
位运算
并集
$ A\cup B $
$ A \ \mathrm{OR} \ B $
交集
$ A\cap B $
\(A \ \mathrm{AND} \ B\)
补集
\(\complement _U A\)
\(\mathrm{NOT} \ A\)
差集
\(A - B\)
\(A \ \mathrm{AND} \ (\mathrm{NOT} B)\)
对称差
\(A \bigtriangleup B\)
\(A \oplus B\)
同时还有许多操作 我们直接看code
code:
//LG
//集合运算 2
//https://www.luogu.com.cn/problem/B3633
#include
using namespace std;
using ll=long long;
ll A,B;
int n,m;
void in(ll &Set,int x){Set|=(1ll<>n;
for(int i=1;i<=n;i++){
int x;
cin>>x;
in(A,x);
}
cin>>m;
for(int i=1;i<=m;i++){
int x;
cin>>x;
in(B,x);
}
cout<
为绝对不会告诉你有个东西叫 bitset
0x04 奇技淫巧
我们就直接看 code
判断奇数
if(x&1){
//...
}
交换两数
void swap(int &a,int &b){a^=b,b^=a,a^=b;}
判断符号
bool Sign(int a){return (a>>31);} //0为非负数
绝对值
bool Abs(int a){return (n^(n >> 31)) - (n >> 31);}
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