位运算是C++中高效底层操作,适用于嵌入式、算法竞赛等场景;可用x&1判奇偶、xn实现2ⁿ乘除、异或交换、掩码取绝对值与安全平均值,并支持状态压缩与集合操作。

位运算是 C++ 中最轻量、最高效的底层操作之一,合理使用能显著提升性能,尤其在嵌入式、算法竞赛、高频计算和内存敏感场景中。它不依赖浮点单元,不触发分支预测失败,指令周期极短——很多操作一条 CPU 指令就能完成。
用 x & 1 替代 x % 2 判断奇偶,避免取模开销;用 x 和 x >> n 实现乘/除 2ⁿ(仅适用于非负整数右移)。编译器虽常自动优化,但显式写出更清晰、可确保无符号行为。
if (n & 1) { /* n 是奇数 */ }
u >> 3 相当于 ÷8;有符号负数右移是实现定义,应转为 unsigned 再移n % 8 == 0 → 改用 (n & 7) == 0(因 8−1 = 7)位运算可绕过临时变量与分支逻辑,减少指令数和条件跳转。
a ^= b; b ^= a; a ^= b;(注意:a、b 不能是同一地址,否则归零)int abs(int x) { int mask = x >> 31; return (x + mask) ^ mask; }(mask 为 0 或 −1)(a & b) + ((a ^ b) >> 1) 计算 (a + b) / 2,避免 a + b 溢出用一个整数的每一位表示一个布尔状态(如开关、存在性),适合处理 ≤ 32/64 个元素的小集合。
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mask |= (1U
mask &= ~(1U
mask ^= (1U
if (mask & (1U
std::bitset 封装更安全;C++20 起支持 <bit></bit> 头文件中的 std::countl_zero 等硬件级函数位运算快,但不是万能银弹。现代 CPU 流水线和编译器优化已很强大,盲目替换可能适得其反。
unsigned int、uint32_t)避免右移符号扩展;左移勿超位宽(如 1 对 32 位 int 是未定义行为)
基本上就这些。位运算不是炫技工具,而是理解计算机本质的入口——用对了,代码变快、变小、更贴近硬件;用错了,bug 隐蔽、移植困难、维护痛苦。写之前多想一想:这里真的需要位操作吗?它的语义是否比普通算术更准确?
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