Готовы ли вы окунуться в увлекательный мир манипуляций с битами? В этой статье блога мы рассмотрим различные методы и приемы, которые дадут вам возможность раскрыть истинный потенциал бинарной магии. От понимания побитовых операторов до реализации умных битовых хаков — мы предоставим вам разговорные объяснения и примеры кода. Давайте начнем!

1. Установка бита.
   Чтобы установить определенный бит в позиции posв целом числе num, вы можете использовать побитовый оператор ИЛИ (|) с маской, в которой только нужный бит установлен в 1.

   num |= (1 << pos)

2. Очистка бита.
   Чтобы очистить определенный бит в позиции posв целом числе num, вы можете использовать побитовый оператор И (&) с маской, в которой все биты, кроме желаемого, установлены в 1.

   num &= ~(1 << pos)

3. Переключение бита.
   Чтобы переключить определенный бит в позиции posв целом числе num, вы можете использовать побитовый оператор XOR (^) с маской, в которой только нужный бит установлен в 1.

   num ^= (1 << pos)

4. Проверка установки бита.
   Чтобы проверить, установлен ли определенный бит в позиции posв целом числе num, вы можете использовать команду побитовый оператор И (&) с маской, в которой только нужный бит установлен в 1. Если результат ненулевой, бит устанавливается; в противном случае это не так.

   bit_set = num & (1 << pos) != 0

5. Проверка того, является ли число степенью двойки:
   Чтобы определить, является ли данное число numстепенью двойки, вы можете использовать тот факт, что степени двойки имеют только один битовый набор. Выполняя побитовую операцию И с numи num - 1, если результат равен нулю, то numпредставляет собой степень двойки.

   is_power_of_two = num & (num - 1) == 0

6. Обмен значениями.
   Чтобы поменять местами значения двух переменных aи bбез использования временной переменной, вы можете воспользоваться оператором XOR. (^).

   a ^= b
   b ^= a
   a ^= b

7. Подсчет установленных битов.
   Чтобы подсчитать количество установленных битов (битов, которым присвоено значение 1) в целом числе num, вы можете использовать алгоритм Брайана Кернигана. Он неоднократно очищает самый правый установленный бит, пока не будут очищены все биты.

   def count_set_bits(num):
   count = 0
   while num:
       num &= num - 1
       count += 1
   return count

8. Нахождение недостающего числа:
   Для массива целых чисел от 0 до n, в котором отсутствует одно число, вы можете найти недостающее число, выполнив операции XOR для всех элементов и чисел от 0 до n. Результатом будет пропущенное число.

   def find_missing_number(nums):
   missing_num = len(nums)
   for i, num in enumerate(nums):
       missing_num ^= i ^ num
   return missing_num

Это всего лишь несколько примеров множества мощных методов и приемов, которые можно использовать при манипуляциях с битами. Включив эти методы в свой арсенал программирования, вы сможете оптимизировать производительность, сэкономить память и решить широкий спектр задач элегантно и эффективно.

Итак, вперед, погрузитесь в мир битовых манипуляций и откройте безграничные возможности бинарной магии!