LeetCode-190. 颠倒二进制位(java)

Posted 2022-07-31 bug菌¹

一、前言🔥

👨‍🎓作者：bug菌

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【开发云】年年都是折扣价，不用四处薅羊毛

       哈喽，小伙伴们，我是bug菌呀👀。由于上海这波疫情，导致很多小伙伴扛不住降薪打击而选择离开自己的上家，借此， 对于没有工作或者即将失业要重新面试的小伙伴而言，bug菌想接着把上几个月更新的专栏《每日一题LeetCode》给重新捯饬起来，只为帮助小伙伴们，能顺利上岸，收到自己心仪的offer，面试第一关， 就是算法题。因为我始终坚信，变强绝对不是一朝一夕，而是贵在长久坚持，持之以恒。所以，赶紧跟着bug菌的步伐卷起来吧⏰，变强从这一刻开始➕🧈。

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二、题目描述🔥

题目：

        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。

具体请看如下示例：

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

题目来源： LeetCode原题地址
题目难度：⭐⭐

三、思路分析🔥

        一看到这题，整个人第一眼傻了，这读完一遍题，不知所云，于是乎接着理题。仔细看下示例，其实就是道翻转题，只不过它是32位值，我为了让大家看的更清楚，给大家举个简单的十进制示例，比如：

输入：1234  输出：4321

输入：-1234  输出：-4321

        然后遇到这种题，其实解法很常见，但唯独需要注意的一点就是负数和0为前缀的题，但是今天这题明显是不需要考虑这种特例所带来的问题，显然也好处理，理解了其实就容易。 

解题思路1-颠倒法：

1.  我们首先初始化一个存放结果的整数a。
2. 然后定义一个循环来控制次数，每次都对n进行一次右移。
3. 然后将最后一位取出，向左移动(31-i)位，将其加入到结果集中。
4. 循环结束，即得题解值。

解题思路2-分治法

        其实这题也可以使用分治法来进行解题，其方法核心就是通过或运算实现位的互换。我们先将32位分为两部分进行顺序交换，也就是对半颠倒，比如将前16位与后16位进行一个交换，之后前半部分的8位与后半部分的8位进行交换，依次类推，直到最后两位交换完顺序，最终顺序就完成了颠倒。

        然后我还想到了，其实也可以使用双指针法来解题，比如左右指针分别从二进制序列的两端往中间移动，然后交换位置，直到双指针碰面，则退出循环即可。

四、算法实现🔥

颠倒法-AC代码

具体算法代码实现如下：

    public class Solution1 
        public int reverseBits(int n) 

            //首先初始化一个存放结果的整数a
            int a = 0;
            //开始遍历
            for (int i = 0; i <= 31; i++) 
                //取出最后一位进行左移。
                a += ((1 & (n >> i)) << (31 - i));
            
            return a;
        
    

分治法-AC代码

具体算法代码实现如下：

public class Solution 
    
    //穷举4类。
    private static final int M1 = 0x55555555; 
    private static final int M2 = 0x33333333;
    private static final int M4 = 0x0f0f0f0f; 
    private static final int M8 = 0x00ff00ff;

    public int reverseBits(int n) 
        n = n >>> 1 & M1 | (n & M1) << 1;
        n = n >>> 2 & M2 | (n & M2) << 2;
        n = n >>> 4 & M4 | (n & M4) << 4;
        n = n >>> 8 & M8 | (n & M8) << 8;
        return n >>> 16 | n << 16;
    

五、总结🔥

leetcode提交运行结果截图如下：

 复杂度分析：

• 时间复杂度：O(1)
• 空间复杂度：O(1)

位运算分治法-leetcode提交运行结果截图如下：

 复杂度分析：

• 时间复杂度：O(1)
• 空间复杂度：O(1)

       总言而之，仔细审题，就可以发现一点，该题其实主要是考察了 位运算的知识，用其他的解题思路，个人感觉有点绕，因此对位运算需要一点深入了解对于解该题就比较轻松了。所以平时要多积累一些解题模型，这样对于不同的题型用对解题模型是最直接有效的。

       再者，解题道路千万条，欢迎小伙伴们脑洞大开，如果你们有啥更好的想法或者思路，欢迎评论区告诉我哦，大家一起互相借鉴互相学习，方能成长的更快。

       好啦，以上就是本期的所有内容啦，咱们下期见咯。

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七、文末🔥

        如果你还想要学习更多，小伙伴们大可关注bug菌专门为你们创建的专栏《每日一题LeetCode》，带着你一块儿刷题，专栏每一篇都附带详细解法，手把手带你解题。

        一个人刷可能会觉得很累很难坚持，但是一群人刷就会觉得它是一件很有意义的事儿，互相督促互相鼓励，一起变强。

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【开发云】年年都是折扣价，不用四处薅羊毛

       我是bug菌，一名想走👣出大山改变命运的程序猿。接下来的路还很长，都等待着我们去突破、去挑战。来吧，小伙伴们，我们一起加油！未来皆可期，fighting！

最后送大家两句话，与诸君共勉！

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☘️做你想做的人，没有时间限制，只要愿意，什么时候都可以start，

🍀你能从现在开始改变，也可以一成不变，这件事，没有规矩可言，你可以活出最精彩的自己。

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