按位反转字符问题

按位反转字符问题

Write a C function to swap the bits of a unsigned char so that its bits become the mirror image of the char. MSBs become its LSBs, e.g. 01111000 binary should become 00011110 binary.

方法一：（最最容易想到的办法）
unsigned char ReverseBitsInChar00(unsigned char Num)
{
unsigned char ret = 0;
int i;
for(i=0;i<8;i++)
{
ret <<= 1;
ret |= Num & 1;
Num >>= 1;
}

return ret;
}
上面的程序通过每次取传入参数的最后一位( Num & 1)，然后与要返回的结果相 “ 或 ”，把传入参数 Num 右移 1 位，要返回的结果左移一位，来实现数字反转的。

方法二： （对换）
unsigned char ReverseBitsInChar01(unsigned char Num)
{
unsigned char ret = 0;
int i;

for(i=0;i<4;i++)
{
ret |= (Num & (1 << i)) << (7-2*i);
ret |= (Num & (0x80 >> i) ) >> (7-2*i);
}

return ret;
}
上面的程序通过对换来实现的。
1、先找到低位，然后移动到对应的高位，再与要返回的结果 或 。
2、再找到高位，然后移动到对应的低位，再与要返回的结果 或。
3、循环，直至对换 4 次。

方法三： （分而治之）
unsigned char ReverseBitsInChar02(unsigned char Num)
{
Num = (Num & 0x55) << 1 | (Num >> 1) & 0x55;
Num = (Num & 0x33) << 2 | (Num >> 2) & 0x33;
Num = (Num & 0x0F0F) << 4 | (Num >> 4) & 0x0F0F;

return Num;
}
上面的程序采用的是分而治之的策略( divide and conquer strategy )。把反转32
位的程序分别分解为反转 2 位、4 位来实现的。无论是对于要反转几位，他们的算法是类似的。
1、取低位，左移。
2、右移，取高位。
3、（ 1、2 的结果） 或

方法四： （分而治之）

unsigned char ReverseBitsInChar03(unsigned char Num)
{
Num = (Num & 0x55) << 1 | (Num & 0xAA) >> 1;
Num = (Num & 0x33) << 2 | (Num & 0xCC) >> 2;
Num = (Num & 0x0F) << 4 | (Num & 0xF0) >> 4;

return Num;
}

先看看0x55，0x33，0x0F的二进制

0x55 -> 01010101 B

0x33 -> 00110011 B

0x0F -> 00001111 B

从中可以看出，是先将相连的两bits 对调－－实现相连2 bits数据翻转；接着两个相连的“2 bits组合”对调－－实现相连4 bits数据翻转；再下来就是将两个相连的“4 bits组合”对调－－即可以完成对一个字符8 bits的翻转。对于更多bytes 的数据做同样的处理。单数个bits呢，这个就需要思考一下了。

这个程序采用的也是分而治之的策略( divide and conquer strategy )。把反转32
位的程序分别分解为反转 2 位、4 位来实现的。无论是对于要反转几位，他们的算法是类似的。

1、取低位，左移。
2、取高位，右移。
3、（ 1、2 的结果） 或
上面的四个程序，前两个是我写的，是一个按照常规思维方式写的代码。后面的两个来自于 Henry S.Warren 的 《Hacker's Delight》一书中的有关 Reversing Bits 的相关介绍。