C++基础知识点——位运算
一.位运算（最通俗版）
位运算就是直接对整数的二进制位（bit）进行操作，就像你拨动开关一样（0 代表关，1 代表开）。
计算机中所有数据都是以二进制存储的，位运算就是直接操作这些“0 和 1 的开关”。
常用的位运算符（C++ 为例）
1.与（AND）&
规则：两个位都是 1 → 结果才是 1，否则是 0。
例子：
5（二进制 101） & 3（二进制 011） = 1（二进制 001）
因为只有最低位都是 1。
2.或（OR）|
规则：两个位只要有一个是 1 → 结果就是 1。
例子：
5（101） | 3（011） = 7（111）
3.异或（XOR）^
规则：两个位不同 → 结果是 1，相同 → 结果是 0。
例子：
5（101） ^ 3（011） = 6（110）
4.取反（NOT）~
规则：把每一位取反（1 变 0，0 变 1）。
例子：
~5（假设是 8 位整数）
5 = 0000 0101
~5 = 1111 1010（这是补码表示，实际值是 -6）
5.左移<<
规则：把二进制位往左移动，右边补 0。
例子：
5（101） << 1 = 10（1010）
相当于乘以 2。
6.右移>>
规则：把二进制位往右移动，左边补 0（对于无符号数）或补符号位（有符号数）。
例子：
6（110） >> 1 = 3（011）
相当于除以 2 取整。
二.为什么用位运算？
速度快（CPU 直接支持）
节省内存（可以用一个整数的不同位表示多个布尔状态）
某些问题用位运算解决更简洁（比如状态压缩、位掩码）
举个例子（直观理解）：
假设你有两个开关控制一盏灯：
开关 A（位1）和开关 B（位2）
灯亮（1）的条件是：A 和 B 都打开（1）→ 这就是
&运算。灯亮的条件是：A 或 B 任意一个打开（1）→ 这就是
|运算。
这就是位运算的“开关”本质 !
1.question：就那么简单吗？这个位运算，如果是，怎么去记忆？
对的，位运算的本质就是这么简单，核心就是对“0 和 1”进行开关一样的操作。
但实际运用时，它之所以看起来复杂，是因为我们把它和数学、逻辑、计算机内存结构结合起来用了。
🔧 如何记忆？
1. 用生活中的比喻记
&（与） →全部同意
就像“两人都要按指纹才能开门”，缺一个都不行。|（或） →有一个就行
就像“两个门铃随便按一个就响”。^（异或） →不一样才行
就像“两个人一个说开一个说关才执行，都说一样就不动”。<<、>>→搬箱子
左移是把箱子往左推，右移是把箱子往右推，空出来的地方补 0。
2. 记住 3 个核心用途
位运算在题目里常用在三个场景：
判断某一位是不是 1
用x & (1 << k)判断第 k 位是否为 1。把某一位变成 1
用x | (1 << k)把第 k 位设为 1。把某一位变成 0
用x & ~(1 << k)把第 k 位清 0。
3. 常用口诀（二进制视角）
& : 有 0 则 0 | : 有 1 则 1 ^ : 相同为 0，不同为 1 ~ : 0 变 1，1 变 0 << : 末尾补 0 >> : 末尾去掉
4. 从题目里记
最好的记忆方法就是动手做题。
比如【二进制中的个数】，就是让你：
输入一个整数 n，输出它的二进制表示里有多少个 1。
你可以：
用
n & 1判断最低位是不是 1。用
n >>= 1把 n 右移一位，相当于扔掉最低位。重复直到 n 变成 0。
这样你就在用&和>>解决实际问题了。
✅ 小结
位运算本身操作简单（就是 0/1 开关）。
记忆时用比喻和核心用途来记。
多动手写代码，遇到问题再回头看运算规则