位操作(重要策略)

先决条件：C语言中的按位运算符，竞争性编程的按位hacks，竞争性编程的bit技巧

1. 计算从1到n的XOR(直接方法)：

CPP

// Direct XOR of all numbers from 1 to n
int computeXOR(int n)
{
    if (n % 4 == 0)
        return n;
    if (n % 4 == 1)
        return 1;
    if (n % 4 == 2)
        return n + 1;
    else
        return 0;
}

Input: 6
Output: 7

1. 有关详细信息，请参考从1到n的Compute XOR。
2. 我们可以快速计算出小于或等于和和XOR相等的数字的组合总数。无需使用循环(蛮力法)，我们可以通过数学技巧直接找到它，即

// Refer Equal Sum and XOR for details.
Answer = pow(2, count of zero bits)

1. 如何知道数字是否为2的幂?

CPP

//  Function to check if x is power of 2
bool isPowerOfTwo(int x)
{
     // First x in the below expression is
     // for  the case when x is 0
     return x && (!(x & (x - 1)));
}

1. 有关详细信息，请参阅检查数字是否为2的幂。
2. 查找集合中所有子集的XOR。我们可以在O(1)时间内完成。如果给定集合具有多个元素，则答案始终为0。对于具有单个元素的集合，答案是单个元素的值。有关详细信息，请参考所有子集的XOR。
3. 我们可以使用GCC在C++中以整数的二进制代码快速找到前导，尾随零和1的数目。这可以通过使用内置函数来完成，即

Number of leading zeroes: builtin_clz(x)
  Number of trailing zeroes : builtin_ctz(x)
  Number of 1-bits: __builtin_popcount(x) 

1. 有关详细信息，请参阅GCC内置函数。
2. 将二进制代码直接转换为C++中的整数。

CPP

// Conversion into Binary code//
#include 
using namespace std;
 
int main()
{
    auto number = 0b011;
    cout << number;
    return 0;
}

Output: 3

1. 交换两个数字的最快方法：

a ^= b;
b ^= a; 
a ^= b;

1. 有关详细信息，请参考交换两个数字。
2. 翻转数字位的简单方法：可以通过简单的方式完成，只需从所有位均等于1时获得的值中减去数字即可。
   例如：

Number : Given Number
Value  : A number with all bits set in given number.
Flipped number = Value – Number.

Example : 
Number = 23,
Binary form: 10111;
After flipping digits number will be: 01000;
Value: 11111 = 31;

1. 我们可以找到O(1)时间中固定大小整数的最高有效位。例如，以下代码用于32位整数。

C

int setBitNumber(int n)
{     
    // Below steps set bits after
    // MSB (including MSB)
 
    // Suppose n is 273 (binary
    // is 100010001). It does following
    // 100010001 | 010001000 = 110011001
    n |= n>>1;
 
    // This makes sure 4 bits
    // (From MSB and including MSB)
    // are set. It does following
    // 110011001 | 001100110 = 111111111
    n |= n>>2;  
 
    n |= n>>4; 
    n |= n>>8;
    n |= n>>16;
     
    // Increment n by 1 so that
    // there is only one set bit
    // which is just before original
    // MSB. n now becomes 1000000000
    n = n + 1;
 
    // Return original MSB after shifting.
    // n now becomes 100000000
    return (n >> 1);
}

1. 有关详细信息，请参见查找数字的最高有效置位。
2. 我们可以快速检查数字中的位是否处于备用模式(例如101010)。我们计算n ^(n >> 1)。如果n具有备用模式，则n ^(n >> 1)运算将产生仅具有设置位的数字。 ‘^’是按位XOR运算。有关详细信息，请参考检查数字是否具有备用模式中的位。

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