题目描述(简单难度)
将一个 int
类型的数字,32
个 bit
,进行倒置。
解法一
用一个变量 res
去存储结果,依次得到要转换数字的低位,然后依次保存到 res
中。res
每得到一位后进行左移腾出位置保存下一位。举个具体的例子。
原数字 1011 ,res = 0
res 左移一位,res = 0,
得到 1011 的最低位 1 加过来, res = 1
1011 右移一位变为 101
res = 1 左移一位,res = 10,
得到 101 的最低位 1 加过来, res = 11
101 右移一位变为 10
res = 11 左移一位,res = 110,
得到 10 的最低位 0 加过来, res = 110
10 右移一位变为 1
res = 110 左移一位,res = 1100,
得到 1 的最低位 1 加过来, res = 1101
1 右移一位变为 0, 结束
至于怎么得到最低位,和把最低位加过来,我们可以通过位操作完成。
public int reverseBits(int n) {
int res = 0;
int count = 0;
while (count < 32) {
res <<= 1; //res 左移一位空出位置
res |= (n & 1); //得到的最低位加过来
n >>= 1;//原数字右移一位去掉已经处理过的最低位
count++;
}
return res;
}
解法二
另一种想法,参考 这里-bit-operation-C%2B%2B-solution-(8ms))。
如果是两位数字怎么逆序呢?比如 2 4
,我们只需要交换两个数字的位置,变成 4 2
。
如果是四位数字怎么逆序呢?比如 1 2 3 4
,同样的我们只需要交换两部分 1 2
和3 4
的数字,变成 3 4 1 2
,接下来只需要分别将两部分 3 4
和 1 2
分别逆序,两位数的逆序已经讨论过。
如果是八位数字怎么逆序呢?比如 1 2 3 4 5 6 7 8
,同样的我们只需要交换两部分1 2 3 4
和 5 6 7 8
的数字,变成 5 6 7 8 1 2 3 4
,接下来只需要分别将两部分 5 6 7 8
和 1 2 3 4
分别逆序,四位数的逆序已经讨论过。
这道题也可以用这个思想去解决,32
位的数字左半部分何右半部分交换,得到两个 16
位的数字,然后两部分再交换,得到两个 8
位的数字...
在二进制中交换两部分,可以用一个技巧,举个例子,对于 x = 1101
交换两部分,我们只需要
(1100) & x >>> 2 | (0011) & x <<< 2 = (0011)|(0100)= 0111
,然后就完成了 11
和 01
的交换。
public int reverseBits(int n) {
n = ((n & 0xffff0000) >>> 16) | ((n & 0x0000ffff) << 16);
n = ((n & 0xff00ff00) >>> 8) | ((n & 0x00ff00ff) << 8);
n = ((n & 0xf0f0f0f0) >>> 4) | ((n & 0x0f0f0f0f) << 4);
n = ((n & 0xcccccccc) >>> 2) | ((n & 0x33333333) << 2);
n = ((n & 0xaaaaaaaa) >>> 1) | ((n & 0x55555555) << 1);
return n;
}
上边的写成 16
进制可能一下子不能理解,写成 2
进制就明白了。
比如 n = ((n & 0xcccccccc) >>> 2) | ((n & 0x33333333) << 2);
也就是之前讨论的两位和两位交换。
我们需要分别和 1100
和 0011
进行与操作,写成 16
进制就是 c
和 3
,因为我们要同时对 32
位的数字操作,每四个算一组,也就是八组,也就是 8
和 c
和 8
个 3
了。
另外需要注意的是一定要是逻辑右移,也就是三个大于号 >>>
,不能去考虑符号位,具体就是涉及到 补码 的知识了。
总
重点是对于二进制的理解,计算机中的数字都是以二进制的形式存储,按位与,按位或,右移左移一些位操作需要熟悉。