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c 语言 算法 技巧 之 用移位来代替乘除

除法

当你需要计算一个数的一半时,通常我们会考虑使用除法运算(/)来实现。然而,计算机内部的运算中,除法通常比加法和乘法运算慢得多,因为除法需要更多的处理步骤。

位运算在这种情况下可以提供一个快速的替代方案,特别是当你要计算一个整数的一半,或者是进行类似的整除操作。这是因为向右移动二进制位相当于将数值除以2的幂。

例如,假设你有一个整数 x,你想计算它的一半。使用除法运算,你会这样做:

int half = x / 2;

然而,使用位运算的右移操作,你可以这样做:

int half = x >> 1;

这两个操作实际上是等价的,但是位运算操作更快,因为计算机底层的硬件可以直接对二进制位进行操作。

当然,这个技巧不仅仅适用于除以2。如果你想进行除以2的幂次方的整数除法(例如除以4、8、16等),你可以通过多次右移操作来实现。例如:

int quarter = x >> 2; // 相当于 x / 4
int eighth = x >> 3;  // 相当于 x / 8

需要注意的是,这个技巧只适用于正整数或者无符号整数。对于负数,右移操作的行为是取决于编译器和平台的,可能会产生不一致的结果。

总之,位运算技巧可以用来加速整数的一些数值操作,特别是涉及除以2的操作,以及除以2的幂次方。但在使用时,应该注意代码的可读性和可维护性,以确保你的代码仍然清晰易懂。

乘法

对于乘法,也有一些位运算的技巧可以用来加速一些特定情况下的乘法操作。这些技巧通常适用于乘以2的幂次方或者相关的操作。

乘以2的幂次方: 乘以2的幂次方可以通过左移位运算(<<)来实现。左移一位相当于乘以2,左移两位相当于乘以4,以此类推。例如:

int multipliedByTwo = x << 1; // 相当于 x * 2
int multipliedByFour = x << 2; // 相当于 x * 4

乘以其他整数: 对于乘以其他整数,位运算并不一定能提供明显的优势,因为一般情况下乘法运算比位运算复杂。位运算主要适用于2的幂次方。

需要注意的是,对于乘法和位运算的优化,编译器和硬件在许多情况下会自动进行优化,所以在编写代码时,首要考虑的应该是代码的可读性和可维护性。只有在性能优化确实变得重要时,你才应该考虑使用这些技巧。

总之,位运算技巧可以在特定情况下用来加速乘法操作,尤其是与2的幂次方相关的操作。但是请务必谨慎使用,以免降低代码的可读性和可维护性。

http://www.lryc.cn/news/141443.html

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