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【C/C++语言入门篇】系列(10)– 位运算【下篇】

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了解了上面的几个运算符,下面介绍剩下的两个:按位取反和按位异或。

在实际的工作中,通常会有一些状态需要表示。我们这些状态又想节约一点空间。于是我们选择了用一个32位的无符号整数来存放这些状态。比如:

在游戏里面,某个玩家的一些状态也就是我们经常说的BUFF,比如:持续加血,持续加蓝,持续加体力,经脉受伤,被点穴等等。于是我们就有一个枚举:

enum EPLAYER_STATE

{     EPST_NONE    = 0x00000000,     // 没有状态     EPST_ADDHP  = 0x00000001 ,    // 加血     EPST_ADDMP  = 0x00000002,     // 加蓝     EPST_ADDSP   = 0x00000004,    // 加体力     EPST_JMDAM   = 0x00000008,    // 经脉受伤     EPST_DIANX    = 0x00000010,    // 被点穴     EPST_XUANY    = 0x00000020,    // 被眩晕     EPST_ATTCK    = 0x00000040,    // 被攻击       // ... ...     // 最多可以写32个状态,已经足够了。为什么是32,因为一个32位整数来存放的。 };

状态数据就定义好了,那么我们来使用它:

typedef unsigned int  UINT; UINT dwPlayerState = EPST_NONE;

首先我们将定义的状态设置成无状态。也就是等于0。

然后,假如我们吃了一瓶子药品,我们这瓶药是用于持续加血的,因此我们就将状态设置成加血:

dwPlayerState |= EPST_ADDHP;

其它的同理。

假如我要同时加上几个状态的话。那么:

dwPlayerState |= ( EPST_ADDMP| EPST_ADDSP| EPST_JMDAM );

注意这里是|=,而不是=。因为我们不能将之前加好的EPST_ADDHP状态给抹掉了。因此要用或运算。

然后我们又有逻辑是用于判断我的状态里面是不是有加蓝的状态,用于如果有,我们就不能再吃蓝药了。我们就可以:

if ( dwPlayerState &  EPST_ADDMP )  // 判断是否这位上是否为1 {      // 不能再吃蓝药啦。。 }

到这里,我们又想到了。当我的蓝药持续加蓝完成后,我们应该要清除这个状态。否则就没办法再吃蓝药了。因为我们上边有检查。那我们清除状态就可以这样做:

if ( timeout ) {     // 清除蓝药状态     dwPlayerState &= ~EPST_ADDMP;   // 这样便清掉了。     // 清除多个状态     dwPlayerState &= ~( EPST_ADDMP| EPST_ADDSP| EPST_JMDAM );   // 这样便清掉了。 }

这里用到了~(按位取反)运算。~EPST_ADDMP这样的结果出来我们知道就是除了EPST_ADDMP这一位为0之外其它全部为1.然后和dwPlayerState进行按位与运算,就会把这一位给清除掉。而不影响到其它位。

EPST_ADDMP    = 0000 0000    0000 0000    0000 0000    0000 0000   0000 001 0 ~EPST_ADDMP = 1111 1111    1111 1111    1111 1111    1111 1111   1111 110 1

这样和dwPlayerState相与,dwPlayerState中除了第二位以外的状态,只要存在(为1)就被保留下来了。第二位不管dwPlayerState中是什么,都会被清零了。就可以起到清除状态的效果了。

上面的清除几个状态也是一个道理,只不过是先将要清除的状态按位或到一起,然后统一清除。大家可以试着谢谢二进制的变化。

到这里,大家应该清楚按位取反的原理和一些用法了吧。

那么就上面的问题,我们再来看看按位异或。

比如我要给dwPlayerState翻转两个状态,可以用异或:

dwPlayerState ^= EPST_ADDHP | EPST_ADDMP;

异或就是相同就为假,不同就为真。因此dwPlayerState ^= EPST_ADDHP | EPST_ADDMP;这句看原理:

dwPlayerState                 假如为:        0000 0000    0000 0000     11 00 1 000    0000 0000    0000 1 001

EPST_ADDHP | EPST_ADDMP 为:        0000 0000    0000 0000     00 00 0 000     0000 0000    0000 0 011

上面进行异或后,很明显:

结果为:                                                 0000 0000    0000 0000     11 00 1 000    0000 0000    0000 1 010

EPST_ADDHP、 EPST_ADDMP状态就被翻转了。

异或还有另外一个性质是:两次异或就能还原回来。

比如: a = 7, b = 8.

那么: a = a ^ b ^ b;

先看原理:

a = 0000 0111 b = 0000 1000 c = a ^ b = 0000 1111 a = c ^ b = 0000 0111

因此就此性质,我们又可以做一个不需要第三方变量,交换两个变量的值了:

a = a ^ b;   // a = 0000 1111 b = b ^ a;   // b = 0000 0111 = 7 a = a ^ b;       // a = 0000 1000 = 8

明白其中的道理了吗?其中还有个加减法的版本:

a = a + b; b = a -  b; a = a -  b;

看到这两个版本是不是很惊讶?上面的异或版本后面的以后运算满足交换律,下面的减法不能交换。那么:

问题三:异或和减法的联系和区别何在?

另外再来看一些用法:

BYTE x = 6;

x = x & ( x – 1 );   // 将最右侧为1的一位给置0。x 结果位4。如果x为0,则结果为0。

原理:

6 = 0000 0110 5 = 0000 0101 x = 0000 0100

利用这个性质,我们可以求一个整数中有多少位为1。

x = 6; count = 0; while ( x ) {     x &= ( x - 1 );     ++count; }

这样便能得到多少个1,要得到多少个0就简单了撒: sizeof( x ) * 8 – count。原理不用说吧。

还有很多用法,比如看一个无符号整数是否为奇数,析出最右侧一位为0的那一位,析出最右侧一位为1的那一位等等。这里就不多介绍了。大家可以结合者上面的例子扩展思路。

好了,本文就介绍到这里。

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