四位二进制数的异或运算规则与任意位二进制数相同,即 相同为0,不同为1。以下是具体说明及示例:
一、基本运算规则
- 0 ^ 0 = 0
- 0 ^ 1 = 1
- 1 ^ 0 = 1
- 1 ^ 1 = 0
例如:
- `1010 ^ 1001 = 0011`(仅第2位和第3位不同)
- `1111 ^ 0000 = 1111`(所有位不同)
按位运算示例
- 计算 `3 | 5`(或运算):
- 3: `0011`
- 5: `0101`
- 结果:`0111`(第2、3、4位为1)
- 计算 `3 & 5`(与运算):
- 3: `0011`
- 5: `0101`
- 结果:`0001`(仅第1位为1)
- 计算 `~3`(非运算):
- 3: `0011`
- 结果:`1100`(所有位取反)
- 计算 `3 ^ 5`(异或运算):
- 3: `0011`
- 5: `0101`
- 结果:`0110`(第2、3位不同)
二、应用场景与记忆方法
统计1的位数
异或运算可快速统计二进制数中1的个数。例如:
- `1010 ^ 1001 = 0011`,结果中有2个1
- `1111 ^ 0000 = 1111`,结果中有4个1
特性与优化
- 交换律与结合律: `a ^ b ^ c = a ^ (b ^ c)` - 自反性
- 应用:
- 多项式除法:通过异或实现快速除法运算
- 错误检测:检测数据传输中的单个位错误
三、注意事项
异或运算与逻辑运算中的异或(XOR)符号相同,但数学中的异或符号为“⊕”
实际编程中,异或运算符通常用 `^` 表示(如C、Java、Python等)
通过以上规则和示例,可系统掌握四位二进制数的异或运算方法。