Java 中的 XOR 和 XNOR 运算符

17 Mar 2025 | 4 分钟阅读

Java 提供的位运算符之一是 XOR。XOR（也称为异或）接受两个布尔操作数，如果它们不同则返回 true。当提供的两个布尔条件不能同时为真时，XOR 运算符最有用。

Java 中的 XOR 运算符（异或）

插入符 ( ) 符号表示 XOR 运算符。如果提供两个值，当它们不同时返回 true；否则返回 false。在二进制中，true 用 1 表示，false 用 0 表示。

XOR 运算符的真值表如下所示

从上表可以看出，只有当两个操作数的值不同时，它才返回 true。否则，返回 false。

让我们用一个例子来阐明这一点

一个好的 XOR 运算符示例

考虑下图

XorExpl1.java

class XorExpl1    
{     
public static void main(String args[])     
{     
int a = 10, b = 7;   //declaring values  
// bitwise XOR         
System.out.println("a ^ b = " + (a ^ b));     
}    
}

输出

XNOR 运算符

XOR 的二进制等效值的相反数由 XNOR 提供。

真值表

如果位相同，则返回 1，否则返回 0。

示例

输入 10 20

输出 1

20 的二进制是 10100

10 的二进制是 1010

所以 XNOR 是 00001

所以输出是 1

输入 10 10

输出 15

10 的二进制是 1010

所以 XNOR 是 1111

所以输出是 15

方法 1：（O(logn)）

在此解决方案中，每个位都单独检查。如果两位匹配，则输出 1；否则输出 0。

让我们用下面的代码来解释它。

XNORExpl1.java

// Java program to calculate
// XNOR of two numbers
import java.util.*;
import java.lang.*;
 
public class XNORExpl1 {
 
    public static int xnor(int x, int y)
    {
        // x should be larger
        if (x < y) {
            // swapping x and y;
            int temp = x;
            x = y;
            y = temp;
        }
 
        if (x == 0 && y == 0)
            return 1;
 
        // for last bit of x
        int x_rem = 0;
 
        // for the last bit of y
        int y_rem = 0;
 
        // counter for c bit
        // and set bit in xnorn
        int c = 0;
 
        // to make new xnor number
        int xnorn = 0;
 
        // for set bits in new xnor number
        while (true) {
            // get last bit of x
            x_rem = x & 1;
 
            // get the last bit of y
            y_rem = y & 1;
 
            // Checking if the current two bits are the same
            if (x_rem == y_rem)
                xnorn |= (1 << c);
 
            // counter for c bit
            c++;
            x = x >> 1;
            y = y >> 1;
            if (x < 1)
                break;
        }
        return xnorn;
    }
 
    // Driver code
    public static void main(String args[])
    {
        int x = 10, y = 50;
        System.out.println(xnor(x, y));
    }
}

输出

第二种方法：O(1)

确定提供的两个数字中的最大值。
翻转前两个数字的位。
返回较大的原始数字与较小的已更改数字的 XOR。

XNORExpl2.java

// Java program to calculate XNOR
// of two numbers
import java.io.*;
 
class XNORExpl2 {
     
    
    static int togglebit(int m)
    {
        if (m == 0)
            return 1;
 
        // copying m as we are
        // going to change it.
        int j = m;
 
        // Below steps set bits after
        // MSB (including MSB)
 
        m |= m >> 1;
 
        // This makes sure 4 bits
        // (From MSB and including MSB)
        // are set. It does following
        // 110011001 | 001100110 = 111111111
        m |= m >> 2;
        m |= m >> 4;
        m |= m >> 8;
        m |= m >> 16;
 
        return j ^ m;
    }
 
    // Returns XNOR of n1 and n2
    static int xnor(int n1, int n2)
    {
        // if n2 is greater then
        // swap this number in n1 
        if (n1 < n2)
        {
            int t = n1;
            n1 = n2;
            n2 = t;
        }
     
        n1 = togglebit(n1);
     
        return n1 ^ n2;
    }
 
    /* Driver code to test above method */
    public static void main(String args[])
    {
        int x = 10, y = 20;    
        System.out.println(xnor(x, y));
    }
}

输出

第三种方法：使用 XOR

简而言之，A XOR B 与 A 和 B 的 XNOR 相反。必须创建一个位掩码，以便仅从反转的二进制数字中提取实际的位数，因为直接反转任何二进制数字也会翻转前导零。

下面是这个实现的示例

XNORExpl3.java

// Java program to find XNOR of two numbers.
class XNORExpl3 {
 
  // Returns XNOR of n1 and n2
  static int XNOR(int x, int y)
  {
    // getting the number of bits from
    // max of x and y to construct the bit mask
    int nOB = (int)(Math.log(Math.max(x, y)) / Math.log(2));
 
    // constructing the bit m
    int m = (1 << nOB) - 1;
 
    // x = inverted xor
    int x1 = ~(x ^ y);
 
    // getting only the required bits
    // using the m
    return x1 & m;
  }
 
  // Main method
  public static void main(String args[])
  {
    int n1 = 7, n2 = 19;
 
    // calling the function
    System.out.print(XNOR(n1, n2));
  }
}

输出

时间复杂度： O(1)

辅助空间： O(1)

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Java 中的 XOR 运算符（异或）

XNOR 运算符

方法 1：（O(logn)）

第二种方法：O(1)

第三种方法：使用 XOR

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