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C++面試八股文之位運算問題詳解

 更新時間:2023年06月13日 08:45:33   作者:二進制架構  
這篇文章主要為大家介紹了C++面試八股文之位運算的問題解析,有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進步,早日升職加薪

面試中

某日二師兄參加XXX科技公司的C++工程師開發(fā)崗位第12面:

面試官:了解位運算嗎?

二師兄:了解一些。(我很熟悉)

面試官:請列舉以下有哪些位運算?

二師兄:按位與(&)、按位或(|)、按位異或(^),按位取反(~)、左移(<<)和右移(>>)。

面試官:好的。那你知道位運算有什么優(yōu)勢嗎?

二師兄:優(yōu)勢主要有兩點:1.速度快。2.節(jié)省寄存器/內(nèi)存空間。

面試官:在C++中,如何處理int型負數(shù)最高位(是1)的左移或者右移?

二師兄:不同編譯器處理的方法不同。此操作在C++中屬于未定義的行為。所以不要使用帶符號的整數(shù)參加位運算。

面試官:如何判斷一個數(shù)是不是2的整數(shù)次方?

二師兄:使用這個數(shù)與這個數(shù)-1按位與,如果結果是0,則這個數(shù)是2的整數(shù)次方,否則不是。

bool is_power_of_two(unsigned int n)
{
    return n & (n-1) == 0;
}

面試官:如何使用位運算交換兩個數(shù),而不能申請額外的空間?

二師兄:可以使用異或操作,原理是一個數(shù)異或兩次同一個數(shù),結果等于原值。

void swap(unsigned int& a, unsigned int& b)
{
    a = a ^ b;    // a = a ^ b;
    b = a ^ b;    // b = a ^ b ^ b = a;
    a = a ^ b;    // a = a ^ b ^ a = b;
}

面試官:如何獲取一個數(shù)字中的某一位是0 還是1 ?

二師兄:把這個數(shù)字右移x位,然后與&1。

bool get_bit(unsigned int n, unsigned int x)
{
    return 1 & (n >> x);
}

面試官:如何將一個數(shù)的某一位置成1/置成0,或取反?

二師兄:沉思良久。。。想不起來了。。。

今日二師兄的表現(xiàn)還不錯,除了最后一問,其他都答上來了。讓我們看看最后一問吧:

如何將一個數(shù)的某一位置成0/置成1,或取反?

先看第一個,如何將一個數(shù)的某一位置成1?這個數(shù)的這一位要不是1要不是0,最終要變成1,那么可以考慮在這一位上構造個1,然后和這個數(shù)或,這一位就置成了1。

unsigned set_bit_1(unsigned int n, unsigned int x)
{
    return (1u << x) | n;
}

如何將一個數(shù)的某一位置成0呢?我們首先考慮到與(&)操作。同樣我們需要構造出來一個全是1的數(shù)字,然后再這一位上變成0,并與傳入的參數(shù)進行與操作:

unsigned set_bit_0(unsigned n, unsigned x)
{
    return (~(1u << x)) & n;
}

最后一個問題,如果講一個數(shù)的某一位取反?想到了取反,我們就想到了異或。任何數(shù)與1異或等于取反,任何數(shù)與0異或等于原數(shù):

unsigned flip_bit(unsigned n, unsigned x)
{
    return (1u << x) ^ n;
}

好了,今日份面試到這里就結束了。二師兄自我感覺表現(xiàn)還行,晚上給自己加了個雞腿。

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