LeetCode190 颠倒二进制位

Posted 2021-09-08 So istes immer

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题目

颠倒给定的 32 位无符号整数的二进制位。

输入是一个长度为 32 的二进制字符串

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，在上面的 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: 00000010100101000001111010011100
输出: 00111001011110000010100101000000

示例 2：

输入：11111111111111111111111111111101
输出：10111111111111111111111111111111

思路

方法1：逐位颠倒

从左到右，取出n的第 i 位(0<=i<=31)，然后左移(31-i)位，通过按位或运算存到变量res中。

如何取出n的第 i 位？

通过n&1取出n的末尾的那一位，然后n逻辑右移一位，下一轮循环同理，直到n==0停止。

public class Solution {
    public int reverseBits(int n) {
        int res = 0;
        for(int i=0;i<32&&n!=0;i++){
            res |= (n & 1) << (31-i);
            n >>>= 1;
        }
        return res;
    }
}

• 时间复杂度：O(logn)

• 空间复杂度：O(1)

方法2：使用Integer类中的reverse方法

public class Solution {
    public int reverseBits(int n) {
        return Integer.reverse(n);
    }
}

方法3：分治法

分治大概思路：

原数据为:12345678

第一轮 奇偶位交换 21436587

第二轮 每两位交换 43218765

第三轮 每四位交换 87654321

32位的数据同理

public class Solution {
    private static final int M1 = 0x55555555; // 01010101010101010101010101010101
    private static final int M2 = 0x33333333; // 00110011001100110011001100110011
    private static final int M4 = 0x0f0f0f0f; // 00001111000011110000111100001111
    private static final int M8 = 0x00ff00ff; // 00000000111111110000000011111111

    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;
    }
}