题目


颠倒给定的 32 位无符号整数的二进制位。
来自:https://leetcode.cn/problems/reverse-bits/description/


解法一

解题思路
  1. 取 n 的最低位,赋值给 ans 的最低位(ans 初始值为0)。

2. 然后 n 向后移动一位,ans 向前移动一位,重复步骤1,直到取完 n 的所有位置。


代码实现

public class Solution {    // you need treat n as an unsigned value    public int reverseBits(int n) {        int ans = n & 1;        for(int i = 0; i < 31; i++){            n = n >>> 1;            ans = ans << 1;            ans |= n & 1;                    }        return ans;    }}
复杂度分析

时间复杂度 O(n):n 为二进制位的个数,这里为32。

空间复杂度 O(1)。


解法二

解题思路
从 n 的最低位开始一位一位的取,然后将取到的值从 ans 的最高位开始一位一位的放,ans 的初始值为0。

n & 1获取到 n 当前的最后一位,赋值给 ans 的最高位。然后将 n 右移 1 位,再用 n & 1 就可以取到 n 的倒数第二位,以此类推,直到取完 n 的最高位的 1 之后,由于剩下的位置都是 0 ,和 ans 的初始值是一样的无需计算,则可以直接结束。

n = 0001 1100 1101 0100 为例,结果为:ans = 0010 1011 0011 1000

代码实现

public class Solution {    // you need treat n as an unsigned value    public int reverseBits(int n) {                int ans = 0;        for(int i = 0; i < 32 && n != 0; i++){            ans |= (n & 1) << (31 - i);            n = n >>> 1;        }                return ans;    }}
复杂度分析

时间复杂度 O(logn):时间复杂度取决于 n 中最高为1的位置,即 logn 向下取整 + 1。

空间复杂度 O(1)。


解法三

解题思路

使用分治的思想:

1. 将32位二进制位分为2个16位的二进制位,分别颠倒2个16位的二进制位,然后再将颠倒后的2个16位数互换位置。


2. 现在问题转换为颠倒一个16位二进制数,那么同样将16位二进制位分为2个8位的二进制位,分别颠倒2个8位的二进制位,然后再将颠倒后的2个8位数互换位置。


3. 现在问题转换为颠倒一个8位二进制数,那么同样将8位二进制位分为2个4位的二进制位,分别颠倒2个4位的二进制位,然后再将颠倒后的2个4位数互换位置。


4. 现在问题转换为颠倒一个4位二进制数,那么同样将4位二进制位分为2个2位的二进制位,分别颠倒2个2位的二进制位,然后再将颠倒后的2个2位数互换位置。


5. 现在问题转换为颠倒一个2位二进制数,那么直接交换2个二进制位的位置即可,即交换二进制奇偶位。


总结:要求颠倒32位 -> 需要先求颠倒16位 -> 需要先求颠倒8位 -> 需要先求颠倒4位 -> 需要先求颠倒2位(交换二进制奇偶位),一个递归的算法。


以16位 n = 0001 1100 1101 0100 为例,结果为:ans = 0010 1011 0011 1000



代码实现
public class Solution {    // you need treat n as an unsigned value    public int reverseBits(int n) {        //奇偶反转        n = (n & 0x55555555) << 1 | (n >>> 1) & 0x55555555;        //两两反转, 求的4位二进制的反转        n = (n & 0x33333333) << 2 | (n >>> 2) & 0x33333333;        // 每4个进行反转,求的8位二进制的反转        n = (n & 0x0f0f0f0f) << 4 | (n >>> 4) & 0x0f0f0f0f;        // 每8个进行反转,求的16位二进制的反转        n = (n & 0x00ff00ff) << 8 | (n >>> 8) & 0x00ff00ff;        // 每16个进行反转,求的32位二进制的反转        n = (n & 0x0000ffff) << 16 | (n >>> 16) & 0x0000ffff;        return n;    }}
复杂度分析

时间复杂度 O(1)。

空间复杂度 O(1)。

本篇文章来源于微信公众号: i余数



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最后更新于 2023-06-27