夯实算法-26.颠倒二进制位

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题目:LeetCode

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

解题思路

按照题意输出给定十进制整数在二进制下的翻转结果。简单做法即使用算术左移和右移,这种方法可以很轻易地实现二进制的翻转。

  • 定义一个变量 res 存放结果,题中要求颠倒给定的 32 位无符号整数的二进制位,这里只需循环 32 次
  • 循环中,先让结果左移一位,然后结果再加上 n 和 1 按位与的结果值,这样就能把 n 的当前位给 res - 最后让 n 右移一位,舍弃掉已经处理 res 的当前位,继续循环处理下一位;
  • 最终得到的结果即为 n 在二进制下颠倒的结果

代码实现

public int reverseBits(int n) {
    int res = 0;
    // 循环 32 次,题目给定的是 32 位无符号整数
    for (int i = 0; i < 32; i++) {
        // 结果左移一位
        res <<= 1;
        // 结果加上 n 和 1 按位与的结果
        res += n & 1;
        // n 右移一位
        n >>= 1;
    }
    // 返回结果
    return res;
}

运行结果

Snipaste_2022-10-02_22-59-34.png

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(1)O(1)
  • 空间复杂度:O(1)O(1)

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