Java中与（&）、非（~）、或（|）、异或（^）运算_java 与或运算

首先先了解一下位运算符的基本运算规则

在位运算之前都需要将运算的数字转为二进制数
1、与（&）：两个数都数为1，则该位结果为1，否则为0。
2、非（~）：数为1，结果为0；数为0，结果为1。
3、或（|）：两个数至少一个1，则运算结果为1；否则结果为0。
4、异或（^）：两个数相同则结果为0，不同则为1。

了解了基本的运算规则后，接下来进行一些深入的实践

知识点：两个相同的数异或结果为0，任何数与0 的异或结果都是该数本身

1、在不创建变量的情况下交换数组中的两个数

public void swap(int[] arr,int i,int j){
        arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
    }
1
2
3
4
5

注：交换的两个数的内存必须不一样，否则会出问题。数组中，arr[i]必须不等于arr[j]，否则会出错，结果会变成0

2、一个数组中有一个数出现了奇数次，其他数都出现了偶数次，怎么找到这个数

public int findOne(int[] arr){
        int eor = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            eor = eor ^ arr[i];
        }
        return eor;
    }
1
2
3
4
5
6
7

知识点为异或运算知识点。

3、提取出一个数（二进制）最右侧的1,如：111 —> 001; 0101110—>0000010

public int getRightOne(int num){
    int res = num & ((~num) + 1);
    return res;
}
1
2
3
4

原理：
设num = 7

设num = 6

就会发现num 和 ~num + 1只有一处都为1，且在最右侧

4、一个数组中有2个数出现了奇数次，其他数都出现了偶数次，怎么找到这两个数

public int[] findTwo(int[] arr){
    int eor = 0;
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        eor = eor ^ arr[i];
    }
    //此时 eor = a ^ b   a,b是数组中出现次数为奇数的两个数
    //eor != 0   因为a =! b
    //因此eor必有一位是1
    int rightOne = eor & ((~eor) + 1);//提取出最右侧的1
    int eor2 = 0;
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        if((arr[i] & rightOne) != 0){
            eor2  = eor2 ^ arr[i];
        }
    }
    return new int[]{eor2,eor2 ^ eor};
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

5、数出一个数转换成二进制之后包含几个1

public static int bit1counts(int num){
    int count = 0;

    while (num != 0){
        int rightOne = num & ((~num) + 1);
        count++;
        num = num ^ rightOne;//若是正数，那么可以减;是负数的话减就会出问题
    }
    return count;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10