我在进行位操作时，有些困惑何时使用异或运算符。按位与和按位或都很简单。当你想要屏蔽某些位时，使用按位与（常见用例是IP地址和子网掩码）。当你想要打开某些位时，使用包含或。然而，异或总是让我感到困惑，如果在面试中被问及需要使用异或的问题，我永远不会理解。有人能解释一下何时使用它以及一些常见用例吗？
5个回答
10
您可以使用异或运算来翻转位 - 打开的位将被关闭，关闭的位将被打开。例如，在没有第三个变量的情况下交换两个数字时，这非常方便。
0x0A ^ 0xFF = 0x03 ( 00001010 ^ 11111111 = 11110101 )
交换数字：
operation example
A B
initial: 0011 1010
a = a^b; 1001 1010
b = a^b; 1001 0011
a = a^b; 1010 0011
如您所见，这里的数字（在此情况下是四位二进制数）A和B被交换而没有使用额外的空间。这适用于相同类型的任何两个数字（尽管在C语言中，按位运算符需要无符号整数）
XOR操作也可用于“弱加密”。您可以将一个字符串与（重复的）“密码词”进行XOR运算，结果将是一串毫无意义的字节。再次应用相同的操作，原始字符串会出现。这是一种非常薄弱的算法，不应在现实生活中使用。
关于切换位 - 在“旧时代”，如果您想要反转图像，则需要为每个像素执行 pix = pix & 1 - 或者如果您可以每次以字节为单位执行，则为byte = byte & 0xFF。这将把黑色文本在白色背景上变成白色文本在黑色背景上。我认为ATARI有一个专利，可以通过使用位图和XOR来创建“屏幕上任何位置”的闪烁光标。
同样，如果您有一个微控制器希望创建闪烁的光，重复执行state = state XOR 1将导致状态切换。
最后，有许多“位操作技巧”依赖于XOR操作。例如，可以使用以下方法（源自：http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html）计算字的奇偶性（即设置位数是奇数还是偶数）：
unsigned int v; // word value to compute the parity of
v ^= v >> 16;
v ^= v >> 8;
v ^= v >> 4;
v &= 0xf;
return (0x6996 >> v) & 1;
还有许多其他的“聪明技巧” - 它们通常会在你试图找到涉及位操作的最快方法时出现。大多数人可以毫不费力地度过一生，而不必真正“理解”它，这很好。我喜欢位操作。
- Floris
7
1是的，与零进行异或运算不会产生任何影响，结果位保持不变。与1进行异或运算总是切换该位。 - Graeme
1@AyBayBay 如果你有更多的经验并且处理更广泛的问题，你就会遇到这种情况。这是一个相对不常见的操作，所以如果你还没有遇到需要它的情况，不要担心。 - Jim Balter
1祝你面试好运！我刚想到了XOR的另一个（非常实用的）用途 - 它在FFT算法中使用。例如，请参见http://hackage.haskell.org/package/feldspar-language-0.6.0.3/docs/src/Feldspar-Algorithm-FFT.html或（在C中）http://www.katjaas.nl/FFTimplement/FFTimplement2.html。 - Floris
1XOR在密码学中被广泛使用。事实上，如果密钥是真正随机并且与明文一样长，一个简单的XOR加密是不可破解的。 - Norill Tempest
1@NorillTempest - 但如果我没记错的话，这样的密钥是无法通信的，这使得它适用于加密学，但不适用于加密通信。它非常适合“共享秘密”-每个团队成员都会得到一个表面上随机的文件，只有所有文件的异或才有意义。非常适合确保“所有孩子都出现在遗嘱的阅读中”... - Floris
显示剩余2条评论
3
除了其他答案中解释的按位交换两个数字和位切换外，XOR 操作还用于在不使用 if 语句的情况下找到两个数字的最大值。
int max(int x, int y)
{
return x ^ ((x ^ y) & -(x < y));
}
- haccks
5
1从未见过这个，真性感！ - Keeler
“(x < y) 部分不是会使用条件分支编译吗？” - mcleod_ideafix
@Floris；我的意思是不使用
if语句。现在已经更正了。 - haccks很酷。这是比
#define MAX(a,b) ((a)>(b))?(a):(b) 更快吗？ - Floris1@Floris; 抱歉，我对此一无所知。这是校园招聘面试中的一个问题。（让我想一想）。 - haccks
3
在创意方面，XOR操作通常用于根据给定点的当前X和Y坐标呈现简单的正方形图形。例如，类似于棋盘的图案，具有可变的单元格大小：
#include <stdio.h>
#define CELLSIZE 2 /* cell size is actually 2 power CELLSIZE */
#define MASK (1<<CELLSIZE)
int main()
{
int i,j;
for (i=0;i<32;i++)
{
for (j=0;j<32;j++)
putchar (' '+('*'-' ')*( ((i&MASK)^(j&MASK))!=0 ) );
putchar ('\n');
}
return 0;
}
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
**** **** **** ****
在电子游戏编程中，如果没有硬件精灵和/或多个游戏场景，最简单的方法是在位图背景上绘制精灵，以便可以在方便时擦除它，而无需存储精灵修改的屏幕部分，这就是使用异或运算将精灵像素与背景像素（一个像素由一个比特编码）相混合。要擦除精灵，只需在相同坐标处再次绘制即可。此方法也可用于在某些非加速显示硬件上呈现鼠标指针。
- mcleod_ideafix
2
我最喜欢的一个例子是原地交换。（注意：这是C++代码，而不是C代码，但你可以理解。）
void swap(int &x, int &y)
{
x ^= y;
y ^= x;
x ^= y;
}
您还可以切换单个位：（
n是第n位，在b中被切换）a = b ^ (1 << n)
另一个不太常见的用途：XOR链接列表:
- 您可以保存下一个和上一个条目的异或结果，而不是保存每个指针。现在，我们拥有如此多的内存，可能并不重要，但嘿，这还是很酷的。（除非您在嵌入式系统上，并且由于某种原因您需要双向链表。然后您会很高兴您阅读了本文。）
- Keeler
6
使用按位异或来交换两个数字是巧妙的--但在这种情况下，这是一件坏事。首先，如果
x和y指向同一个对象，则会失败。只需使用临时变量即可。如果要交换的对象非常大，而您无法承担分配临时变量的成本，请使用循环逐个交换字节或字。 - Keith Thompson至于异或链表技巧，那同样是聪明的。当你遍历它时，它会使列表处于不一致状态，并且这种指针位操作在严格意义上来说是未定义行为（尽管在大多数系统上可能可以逃脱惩罚）。 - Keith Thompson
1
x和y不能指向同一个对象，它们都是整数。除非你这样调用swap(x, x)，这什么也不做。 :) - Keeler关于在指针上使用异或运算，我同意。不过现在想想，这实际上是令人恐惧的。然而，这只是一个有趣的事情，就像这里的大多数其他例子一样。 - Keeler
我的错误：
x和y不是指针，它们是语法错误。（该问题标记为C，而不是C++。） - Keith Thompson真的！即使问题标题是C。哎呀！好吧，你们都明白了。 - Keeler
0
XOR 的一个应用可以在特定情况下看到，当给定一个数组，其中每个数字都重复出现，除了一个不重复的单一数字需要被找到时。对所有数字进行 XOR 运算将得到仅出现一次的数字。
int arr[]={1, 1, 2, 2, 3, 3, 4};
// frequency of every number in the array is 2 except one number.
int sz=7; //size of array
int x=0;
for(int i=0;i<sz;i++)
x^=arr[i];
// x would give the number 4 here
- Divyanshu Shekhar
网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的可以查看英文原文，
原文链接
原文链接