C Academy · Oppitunti

Käytännön bittikikat

Yleiset tekniikat.

Oppitunti 4/413 vaihetta

Käytännön bittikikat on ilmainen C Academy-oppitunti CoddyKitissä. Tämä on oppitunti 4/4. Voit lukea koko oppitunnin alta ilmaiseksi ja harjoitella sen jälkeen käytännössä selaimessa sisäänrakennetulla koodieditorilla ja ympäri vuorokauden käytettävissä olevan tekoälytuutorin avulla. Oppitunti kuuluu C Academy-oppimispolkuun, ja edistymisesi synkronoituu verkon ja CoddyKit-sovelluksen välillä. C Academy-kurssilla on yhteensä 4 oppituntia.

Hyödyllisiä bittikikkoja

Kun bittikohtaiset operaattorit ovat tuttuja, käyttöön tulee joukko tiiviitä kikkoja. Ne ovat nopeita ja niitä esiintyy usein oikeassa koodissa.

Käydään läpi yleisimmät niistä.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned x = 6;
    printf("x & 1 = %u (odd if 1)\n", x & 1);
    return 0;
}

Parillisuus tai parittomuus

Alin bitti ilmaisee pariteetin. x & 1 on parittomilla luvuilla 1 ja parillisilla luvuilla 0.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    for (unsigned x = 0; x < 5; x++) {
        printf("%u is %s\n", x, (x & 1) ? "odd" : "even");
    }
    return 0;
}

Kahden potenssin tarkistaminen

Positiivinen luku on kahden potenssi, jos siinä on asetettuna täsmälleen yksi bitti. Lauseke x & (x - 1) on 0 vain tässä tapauksessa.

#include <stdio.h>

int is_pow2(unsigned x) {
    return x != 0 && (x & (x - 1)) == 0;
}

int main(void) {
    printf("%d %d %d\n", is_pow2(16), is_pow2(18), is_pow2(1));
    return 0;
}

Alimman asetetun bitin nollaaminen

x & (x - 1) nollaa alimman asetetun bitin. Tämä muodostaa nopean asetettujen bittien laskennan perustan.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned x = 0b10110;
    printf("before: %u\n", x);
    printf("after:  %u\n", x & (x - 1));
    return 0;
}

Alimman asetetun bitin eristäminen

x & (-x) eristää alimman asetetun bitin ja jättää päälle vain kyseisen yksittäisen bitin.

Tämä perustuu kahden komplementin esitykseen.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned x = 0b10110;
    printf("lowest set bit = %u\n", x & (-x));
    return 0;
}

Asetettujen bittien laskeminen

Kun alin asetettu bitti nollataan toistuvasti, saadaan laskettua asetettujen bittien määrä. Vaiheita tarvitaan yhtä monta kuin asetettuja bittejä on.

#include <stdio.h>

int popcount(unsigned x) {
    int n = 0;
    while (x) { x &= (x - 1); n++; }
    return n;
}

int main(void) {
    printf("%d\n", popcount(255));
    printf("%d\n", popcount(0b1010));
    return 0;
}

Vaihtaminen ilman väliaikaista muuttujaa

XOR-vaihdolla kaksi kokonaislukua voidaan vaihtaa ilman ylimääräistä tallennustilaa.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a = 3, b = 8;
    a ^= b; b ^= a; a ^= b;
    printf("a=%d b=%d\n", a, b);
    return 0;
}

Pyöristäminen ylöspäin kahden potenssiin

Voitte pyöristää etumerkittömän arvon ylöspäin seuraavaan kahden potenssiin levittämällä ylimmän bitin alaspäin ja lisäämällä sitten 1:n.

#include <stdio.h>

unsigned next_pow2(unsigned v) {
    v--;
    v |= v >> 1; v |= v >> 2; v |= v >> 4;
    v |= v >> 8; v |= v >> 16;
    return v + 1;
}

int main(void) {
    printf("%u\n", next_pow2(17));
    printf("%u\n", next_pow2(100));
    return 0;
}

Eriävien bittien tarkistaminen

Kahden arvon bitit eroavat täsmälleen niissä kohdissa, joissa a ^ b sisältää asetettuja bittejä. Niiden laskeminen antaa Hamming-etäisyyden.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned a = 0b1101, b = 0b1011;
    unsigned diff = a ^ b;
    int count = 0;
    while (diff) { diff &= diff - 1; count++; }
    printf("hamming distance = %d\n", count);
    return 0;
}

Itseisarvo ilman haaraa

Etumerkkibitin avulla voitte laskea itseisarvon ilman if-lausetta. Maski sisältää pelkkiä ykkösiä negatiivisilla arvoilla ja pelkkiä nollia epänegatiivisilla arvoilla.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int x = -42;
    int mask = x >> 31;
    int abs = (x + mask) ^ mask;
    printf("abs = %d\n", abs);
    return 0;
}

Bitin asettaminen indeksin perusteella

Yhdistämällä siirron ja OR-operaation voitte asettaa ajon aikana lasketun mielivaltaisen bittipaikan.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned v = 0;
    int positions[] = {1, 3, 5};
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        v |= (1u << positions[i]);
    }
    printf("v = %u\n", v);
    return 0;
}

Pikatarkistus

Testatkaa bittikikkoja koskevat tietonne.

Vastaa interaktiivisessa oppitunnissa

Kertaus

Opitte käytännöllisiä bittikikkoja:

x & 1 testaa parillisuuden tai parittomuuden.
x & (x - 1) nollaa alimman asetetun bitin ja tunnistaa kahden potenssit.
x & (-x) eristää alimman asetetun bitin.
Popcount, XOR-vaihto, Hamming-etäisyys ja haaraton itseisarvo.

Aloita maksutta

Opi C tekoälytuutorin avulla — ilmaiseksi

Kirjoita ja suorita oikeaa koodia selaimessa, saa välitöntä apua tekoälytuutorilta ympäri vuorokauden ja jatka siitä, mihin jäit, verkossa tai sovelluksessa.

Kurssit: 39
Oppitunnit: 144

Aloita opiskelu maksutta Näytä koko kurssi

Usein kysytyt kysymykset

Onko oppitunti ”Käytännön bittikikat” ilmainen?

Kyllä – oppitunnin ”Käytännön bittikikat” koko tekstin voi lukea täällä verkossa ilmaiseksi. Jos haluat harjoitella interaktiivisesti sisäänrakennetulla koodieditorilla ja ympäri vuorokauden käytettävissä olevan tekoälytuutorin avulla sekä avata koko C Academy-kurssin, päivitä CoddyKit PROhon. C Academy-kurssilla on yhteensä 4 oppituntia.

Mitä opin oppitunnilla ”Käytännön bittikikat”?

Yleiset tekniikat. Harjoittelet C Academy-aihetta koodilla, jonka suoritat suoraan selaimessa. Ympäri vuorokauden käytettävissä oleva tekoälytuutori vastaa kysymyksiisi oppitunnin aikana.

Tarvitsenko kokemusta aloittaakseni C Academy-opiskelun?

Aiempi kokemus ei ole tarpeen. CoddyKitin C Academy-oppimispolku sopii vasta-alkajista edistyneisiin, joten voit aloittaa tästä tai alusta ja edetä omaan tahtiisi. Tämä on oppitunti 4/4.

Kuinka kauan ”Käytännön bittikikat”-oppitunnin suorittaminen kestää?

Useimmat CoddyKitin oppitunnit kestävät noin 5–10 minuuttia. Jokainen oppitunti on lyhyt ja interaktiivinen, joten edistyt tasaisesti ja voit jatkaa siitä, mihin jäit – sekä verkossa että sovelluksessa.

Voinko kirjoittaa ja suorittaa koodia tällä C Academy-oppitunnilla?

Kyllä. Jokainen C Academy-oppitunti sisältää sisäänrakennetun koodieditorin, joten voit kirjoittaa ja suorittaa oikeaa koodia suoraan selaimessa ja saada välitöntä palautetta tekoälyltä – paikallista asennusta ei tarvita.

Kaikki tämän kurssin oppitunnit

← Takaisin: C Academy