【技巧】Leetcode 190. 颠倒二进制位【简单】

颠倒二进制位

颠倒给定的 32 位无符号整数的二进制位。

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：

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。

解题思路

要颠倒一个32位无符号整数的二进制位，需要逐位地将数字的每一位反转到它的对称位置上。

可以从输入的最低位开始，将其移动到输出的最高位，然后依次处理每一位，直到所有位都被处理完。

初始值

n = 43261596 （二进制 00000010 10010100 00011110 10011100）
result = 0 （二进制 00000000 00000000 00000000 00000000）

逐步解释

将逐位处理输入整数 n，并将其反转到结果 result 中。每次循环执行以下操作：

result <<= 1：将结果左移一位，为下一位腾出空间。
result |= (n & 1)：将 n 的最低位添加到 result 的最低位。
n >>= 1：将 n 右移一位，准备处理下一位。

以下是每一位的处理过程：

第一步：

n 当前值（第0位）：00000010 10010100 00011110 10011100
n & 1：提取最低位（第0位）为 0
result <<= 1：result 左移一位：00000000 00000000 00000000 00000000
result |= (n & 1)：将 0 加入 result 的最低位：00000000 00000000 00000000 00000000
n >>= 1：n 右移一位：00000001 01001010 00001111 01001110

第二步：

n 当前值（第1位）：00000001 01001010 00001111 01001110
n & 1：提取最低位（第1位）为 0
result <<= 1：result 左移一位：00000000 00000000 00000000 00000000
result |= (n & 1)：将 0 加入 result 的最低位：00000000 00000000 00000000 00000000
n >>= 1：n 右移一位：00000000 10100101 00000111 10100111

第三步：

n 当前值（第2位）：00000000 10100101 00000111 10100111
n & 1：提取最低位（第2位）为 1
result <<= 1：result 左移一位：00000000 00000000 00000000 * 00000000
result |= (n & 1)：将 1 加入 result 的最低位：00000000 00000000 00000000 00000001
n >>= 1：n 右移一位：00000000 01010010 10000011 11010011
如此重复，直到处理完32位。

如此反复

就是把n的低位加入到result的低位，然后result不断左移把低位，n不断右移把高位变低位，逐位反转。

Java实现

public class ReverseBits {public int reverseBits(int n) {int result = 0;for (int i = 0; i < 32; i++) {// 将结果左移一位，把result低位值（即n的低位值）慢慢移动到高位// 并为新位腾出位置（新增了最低位值0）result <<= 1;// 将 n 的最低位添加到结果result的最低位，下面逐步分析：// n & 1 找出n末位的值0或1// result |= (n & 1) result和n末位的值进行“或”操作，// 把值加入到result为新位腾出的位置result |= (n & 1);// 将 n 右移一位，把n的高位变成低位n >>= 1;}return result;}// 测试用例public static void main(String[] args) {ReverseBits solution = new ReverseBits();System.out.println(solution.reverseBits(43261596));   // 期望输出: 964176192System.out.println(solution.reverseBits(-3));         // 期望输出: -1073741825}
}