颠倒二进制位，颠倒给定的 32 位无符号整数的二进制位。

news2024/11/17 8:20:11

题记：

颠倒给定的 32 位无符号整数的二进制位。

提示：

请注意，在某些语言（如 Java）中，没有无符号整数类型。在这种情况下，输入和输出都将被指定为有符号整数类型，并且不应影响您的实现，因为无论整数是有符号的还是无符号的，其内部的二进制表示形式都是相同的。
在 Java 中，编译器使用二进制补码记法来表示有符号整数。因此，在示例 2 中，输入表示有符号整数 -3，输出表示有符号整数 -1073741825。

示例 1：

输入：n = 00000010100101000001111010011100
输出：964176192(00111001011110000010100101000000)
解释：输入的二进制串 00000010100101000001111010011100 表示无符号整数 43261596，
因此返回 964176192，其二进制表示形式为 00111001011110000010100101000000。

示例 2：

输入：n = 11111111111111111111111111111101
输出：3221225471(10111111111111111111111111111111)
解释：输入的二进制串 11111111111111111111111111111101 表示无符号整数 4294967293，
因此返回 3221225471 其二进制表示形式为 10111111111111111111111111111111 。

提示：

输入是一个长度为 32 的二进制字符串

进阶: 如果多次调用这个函数，你将如何优化你的算法？

题目来源：
作者：LeetCode
链接：https://leetcode.cn/leetbook/read/top-interview-questions-easy/xnc5vg/
来源：力扣（LeetCode）

解题方法：

解法一：

每次循环的时候把n的最后一位数字（二进制的）截取掉，放到一个新的数字中的末尾，可以看下视频
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

来看下代码

public int reverseBits(int n) {
    int res = 0;
    for (int i = 0; i < 32; i++) {
        //res先往左移一位，把最后一个位置空出来，
        //用来存放n的最后一位数字
        res <<= 1;
        //res加上n的最后一位数字
        res |= n & 1;
        //n往右移一位，把最后一位数字去掉
        n >>= 1;
    }
    return res;
}

转换为PHP代码为：

function reverseBits($n) {
    // 每次循环的时候把n的最后一位数字（二进制的）截取掉，放到一个新的数字中的末尾
    $res = 0;
    for($i = 0; $i < 32; $i++){
        //res先往左移一位，把最后一个位置空出来，
        //用来存放n的最后一位数字
        $res <<= 1;
        //res加上n的最后一位数字
        $res += $n & 1;
        //n往右移一位，把最后一位数字去掉
        $n >>= 1;
    }
    return $res;
}

解法二：

在java中int类型是32位的，这里用第1位和第32位交换，第2位和第31位交换……最终数字n的高16位会变为低16位，低16位会变为高16位，原理比较简单，来看下代码

public int reverseBits(int n) {
    int res = 0;
    //把低16位移到高16上
    for (int i = 0; i < 16; i++) {
        res |= (n & (1 << i)) << (31 - i * 2);
    }
    //把高16位移到低16位上
    for (int i = 16; i < 32; i++) {
        res |= (n & (1 << i)) >>> (i * 2 - 31);
    }
    return res;
}

转换为PHP代码为：

function reverseBits($n) {
    //第1位和第32位交换，第2位和第31位交换……
    $res = 0;
    //把低16位移到高16位上
    for($i = 0; $i < 16; $i++) {
        $res += ($n & (1 << $i)) << (31 - $i * 2);
    }
    //把高16位移到低16位上
    for($i = 16; $i < 32; $i++){
        $res += ($n & (1 << $i)) >> ($i * 2 - 31);
    }
    return $res;
}

解法三：

还可以不使用循环，就是前面16个和后面16个交换，然后前面16个和后面16个中的8个8个在交换……直到两两交换为止。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

来看下代码

public int reverseBits(int n) {
    n = (n >>> 16) | (n << 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;
}