题目描述(简单难度)

190. Reverse Bits - 图1

将一个 int 类型的数字,32bit,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。

  1. 原数字 1011 res = 0
  2. res 左移一位,res = 0
  3. 得到 1011 的最低位 1 加过来, res = 1
  4. 1011 右移一位变为 101
  5. res = 1 左移一位,res = 10
  6. 得到 101 的最低位 1 加过来, res = 11
  7. 101 右移一位变为 10
  8. res = 11 左移一位,res = 110
  9. 得到 10 的最低位 0 加过来, res = 110
  10. 10 右移一位变为 1
  11. res = 110 左移一位,res = 1100
  12. 得到 1 的最低位 1 加过来, res = 1101
  13. 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。

  1. public int reverseBits(int n) {
  2. int res = 0;
  3. int count = 0;
  4. while (count < 32) {
  5. res <<= 1; //res 左移一位空出位置
  6. res |= (n & 1); //得到的最低位加过来
  7. n >>= 1;//原数字右移一位去掉已经处理过的最低位
  8. count++;
  9. }
  10. return res;
  11. }

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 23 4 的数字,变成 3 4 1 2,接下来只需要分别将两部分 3 41 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 45 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 81 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 1101 的交换。

  1. public int reverseBits(int n) {
  2. n = ((n & 0xffff0000) >>> 16) | ((n & 0x0000ffff) << 16);
  3. n = ((n & 0xff00ff00) >>> 8) | ((n & 0x00ff00ff) << 8);
  4. n = ((n & 0xf0f0f0f0) >>> 4) | ((n & 0x0f0f0f0f) << 4);
  5. n = ((n & 0xcccccccc) >>> 2) | ((n & 0x33333333) << 2);
  6. n = ((n & 0xaaaaaaaa) >>> 1) | ((n & 0x55555555) << 1);
  7. return n;
  8. }

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 11000011 进行与操作,写成 16 进制就是 c3,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 8c83 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。

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。

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