【C语言刷题】#define宏实现一个整数的二进制位的奇数位和偶数位交换

news2024/11/20 8:33:51

本篇文章目录

1. 分析如何交换
- 1.2 得到所有奇数位
- 1.2 得到所有偶数位
- 1.3 奇数位和偶数位交换后相加
2. 实现交换

1. 分析如何交换

这里为了方便演示，使用较小的正整数（负数也是一样的，只不过要用算下补码），且不用一个完整的整型32个bit位进行演示，只取最低位的8位演示，反正数字比较小往高位的都是0了。

比如11这个数，它的补码是：

00000000 00000000 00000000 00001011

但我只取最低位的8位，所以是00001011。我们先手动将它的奇数位和偶数位提出来，分别是：0001和0011，如果要用程序取出它的奇数位和偶数位，无非就是涉及到位操作符。

1.2 得到所有奇数位

我要取出它的奇数位，我可以这么做：补码 & 0x55555555，就能得到它所有奇数位。这里我只取一个字节进行说明，如00001011 & 0x55，也就是00001011 & 01010101（0x55补码中是1的都在奇数位），得到00000001。

n & 0x55555555 得到n的补码所有奇数位

我再将这个奇数位向左移动1位，00000001 << 1，那么就相当于所有位都来到了偶数位的位置。

(n & 0x55555555) << 1 将n的补码所有奇数位向左移动1位，等于来到了偶数位的位置

在这里插入图片描述

1.2 得到所有偶数位

思路与得到奇数位类似：

n & 0xAAAAAAAA 得到n的所有偶数位

0xAAAAAAAA的补码为10101010 10101010 10101010 10101010，所有1都在偶数位的位置。

再将得到的所有偶数位向右移动1位，等于来到了奇数位的位置：

(n & 0xAAAAAAAA) >> 1

在这里插入图片描述

1.3 奇数位和偶数位交换后相加

00001011 & 01010101 得到奇数位00000001
00001011 & 10101010 得到偶数位00001010

奇数位00000001 << 1 得到00000010，相当于奇数位来到偶数位的位置
偶数位00001010 >> 1 得到00000101，相当于偶数位来到奇数位的位置

00000010 + 00000101 得到奇数位和偶数位交换后的值：00000111，也就是十进制7

在这里插入图片描述

2. 实现交换

#include <stdio.h>
// 宏实现交换一个整数的二进制奇数位和偶数位

#define SWAP_BIT(n) n = ((n & 0x55555555) << 1) + ((n & 0xAAAAAAAA) >> 1)

int main() {
	int n = 11;
	printf("%d\n", SWAP_BIT(n)); // 交换
	printf("%d\n", SWAP_BIT(n)); // 再还原
	return 0;
}