五、位运算
五、位运算
位运算主要计算内存中每个小格的数据
1、输出二进制内容
| 头文件调用 | 语法 | 示例 |
|---|---|---|
| include <bitser> | std::bitset<要显示的二进制位数>(要显示的变量) | std::cout << std::bitset<16>(a); |
//二进制内容输出
#include <iostream>
#include <bitset>
int main()
{
int a{ 0b100000001100 };
std::cout << std::bitset<16>(a);
}
2、左移、右移
1）左移：左移相当于*2，即a*(2n)，如a左移2位，即a*(22)
#include <iostream>
#include <bitset>
int main()
{
int a{ 0b100000001100 };
std::cout <<"左移8位前：" << std::bitset<16>(a) << std::endl;
a <<= 8; //a=a<<8
std::cout <<"左移8位前："<< std::bitset<16>(a)<<std::endl;
}
2）右移：右移相当于/2，即a/(2n)，如a右移2位，即a/(22)
#include <iostream>
#include <bitset>
int main()
{
int a{ 0b100000001100 };
std::cout <<"左移8位前：" << std::bitset<16>(a) << std::endl;
a <<= 8; //a=a<<8 左移8位
std::cout <<"左移8位前："<< std::bitset<16>(a)<<std::endl;
a >>= 8; //右移8位
std::cout << "右移8位后：" << std::bitset<16>(a) << std::endl;
}
注：位运算左右移，正数补0，负数补1
#include <iostream>
#include <bitset>
int main()
{
//int a{ 0b100000001100 };
int a{ -3 };
std::cout << a << std::endl;
std::cout << "左移8位前：" << std::bitset<16>(a) << std::endl;
a <<= 8; //a=a<<8 左移8位
std::cout << "左移8位前：" << std::bitset<16>(a) << std::endl;
a >>= 8; //右移8位
std::cout << "右移8位后：" << std::bitset<16>(a) << std::endl;
}
注：在某些CPU下，*2操作会自动转化为位运算，因位运算运算较快。位运算时最好用unsigned类型，因为unsigned类型，在任何CPU下一定是补1，而int类型可能补0或者补1
3、求反运算、与运算
1）求反运算（~）：按位取反，0变1、1便0
#include <iostream>
#include <bitset>
int main()
{
int test{ 0xFFFF };
std::cout << "求反之前："<< std::bitset<32>(test) << std::endl;
test = ~test; //求反
std::cout << "求反之后："<< std::bitset<32>(test) << std::endl;
}
2）与运算（&）：见0为0，一般用于保留高位
//获取地址高位
#include <iostream>
#include <bitset>
int main()
{
using std::showbase; //显示八进制和十六进制前缀
int test{ 0x2833 };
std::cout << "正常 输出：" << std::hex<<showbase<<test << std::endl;
test = test & 0xFF00; //与运算
std::cout << "与运算之后：" << std::hex <<showbase<<test<< std::endl;
}
4、或运算、异或运算
1）或运算（ | ）：见1则为1，常用于，只要灯没打开，就把它打开
#include <iostream>
#include <bitset>
//直接将0x2833,调整位0xFF33，即将高位写满
int main()
{
using std::showbase; //显示八进制和十六进制前缀
int test{ 0x2833 };
std::cout << "正常 输出：" << std::hex << showbase << test << std::endl;
test = test | 0xFF00; //或运算
std::cout << "或运算之后：" << std::hex << showbase << test << std::endl;
}
2）异或运算（ ^ ）：相同为0，不同为1
#include <iostream>
#include <bitset>
int main()
{
using std::showbase; //显示八进制和十六进制前缀
int test{ 0x2833 };
std::cout << "正常 输出：" << std::hex << showbase << test << std::endl;
test = test ^ 0xFF00; //异或运算
std::cout << "或运算之后：" << std::hex << showbase << test << std::endl;
}
5、案例：完善游戏激活码，需求如下
1）我们收到了一位用户的激活请求，用户的硬件码为：930529060092641281,我们需要回馈给用户一个激活码，该激活码是N组16进制数，每组4位。例如：192E-987E-675E-3E98-9172-972E。设计我们游戏中的激活部分程序，通过输出该激活码可以激活用户的游戏，
2）激活码中包含了16个等级的初始金币礼包，计算方式为：等级*等级*10000，包含了用户初始幸运属性，分为16个等级，这将影响到用户日后游戏中的爆率。
3）我们还赠送了三件装备，分别是武器、护甲、首饰、这三件装备等级分为16个阶，适用不同的等级阶段，最高可以强化至16，比如武器，可以是16阶强化+16。根据激活码对用户初始装备进行强化
4）同时要求我们的激活码还具备一定的防伪能力，能够与用户的硬件码相呼应，即在其他的电脑中不能使用（我们假设用户提交的硬件码是唯一的）
#include <iostream>
int main()
{
long long mcode{ 930529060092641281 }; //用户提供的硬件码
long long test_code{ (int)0xF2349876EF56CA24LL }; //内置测试码
long long end = mcode ^ test_code; //第一次异或，计算出激活码
//std::cout << end << std::endl;
std::cout << "给予用户的激活码为："<< std::hex << end << "2556595f" << std::endl; //给用户的激活码，f316 18bf ef56 ca25 2556 595f
//模拟用户输入激活码,1、2、3、4组代表机器码，5、6组代表用户初始属性
unsigned short in_code1, in_code2, in_code3, in_code4, in_code5, in_code6;
std::cin >> std::hex; //因激活码为16进制数，因此切换输入流为16进制
std::cout << "请输入第一组激活码：";
std::cin >> in_code1;
std::cout << "请输入第二组激活码：";
std::cin >> in_code2;
std::cout << "请输入第三组激活码：";
std::cin >> in_code3;
std::cout << "请输入第四组激活码：";
std::cin >> in_code4;
std::cout << "请输入第五组激活码：";
std::cin >> in_code5;
std::cout << "请输入第六组激活码：";
std::cin >> in_code6;
//将用户输入的激活码，按照每组进行取出
long long end_final{};
long long ls{}; //临时变量
ls = in_code1;
ls <<= 48; //获取到第一组激活码
//std::cout << ls << std::endl; //f316000000000000
end_final |= ls;
ls = in_code2;
ls <<= 32;
end_final |= ls;
//std::cout << ls << std::endl; //18bf00000000
ls = in_code3;
ls <<= 16;
//std::cout << ls << std::endl; //ef560000
end_final |= ls;
end_final |= in_code4;
std::cout <<"取出的用户激活码为："<< end_final << std::endl; //将用户输入的激活码，完整取出
long long mcode_calc = end_final ^ test_code; //将用户输入的激活码和游戏内置测试码进行比较，若计算结果不是用户机器码，则不予激活
std::cout << "计算出的用户机器码为："<<std::dec << mcode_calc << std::endl;
if (mcode_calc == mcode)
{
std::cout << "你输入的激活码正确，游戏激活成功！！！\n";
//f316 18bf ef56 ca25 2556 595f
//定义第1位至8为分别代表金币礼包等级、幸运等级、武器的阶、武器的强化等级、护甲的阶、护甲的强化等级、首饰的阶、首饰的强化等级、
unsigned gmoney{}; //金币礼包等级
gmoney = (in_code5 & 0xF000) >> 12; //0x2000
gmoney *= gmoney;
gmoney *= 10000;
std::cout << "你获得的初始金币为：" << gmoney << std::endl;
char gluck{}; //角色幸运等级
gluck = (in_code5 & 0x0F00) >> 8; //0x0500
std::cout << "你的幸运值为：" << (short)gluck << std::endl;
char weapon_lv; //武器的阶
weapon_lv = (in_code5 & 0x00F0) >> 4;
std::cout << "你的武器阶为：：" << (short)weapon_lv << std::endl;
char weapon_ev; //武器的强化
weapon_ev = (in_code5 & 0x000F) ;
std::cout << "你的武器阶为：：" << (short)weapon_ev << std::endl;
char army_lv{}; //护甲的阶
army_lv = (in_code6 & 0xF000) >> 12;
std::cout << "你的护甲阶为：：" << (short)army_lv << std::endl;
char army_ev{}; //护甲的等级
army_ev = (in_code6 & 0x0F00) >> 8;
std::cout << "你的护甲等级为：" << (short)army_ev << std::endl;
char neck_lv{}; //首饰的阶
neck_lv = (in_code6 & 0x00F0) >> 4;
std::cout << "你的首饰阶为：" << (short)neck_lv << std::endl;
char neck_ev{}; //首饰的等级
neck_ev = (in_code6 & 0x000F);
std::cout << "你的首饰等级为：" << (short)neck_ev + 1<< std::endl;
}
else
{
std::cout << "你输入的激活码错误，游戏激活失败！！！\n";
}
}
