【LeetCode刷题记录】Reverse Bits

题目

Reverse bits of a given 32 bits unsigned integer.

For example, given input 43261596 (represented in binary as 00000010100101000001111010011100), return 964176192 (represented in binary as 00111001011110000010100101000000).

Follow up:

If this function is called many times, how would you optimize it?

解答

题目要求将一个32位无符号整数按照二进制位逆序排列，得到一个新的数。最开始的思路是首先得到十进制数的32位二进制数的数组（可通过掩码方式取得每一位），然后对数组进行前后交换，最后将十进制数还原。虽然步骤较多，但可以AC，代码如下：

[code]uint32_t reverseBits(uint32_t n) {
    // Solution 1
    int a[32], temp, mask = 0x1, result = 0;

    for (int i=0; i<32; i++) {
        a[i] = (n & (mask<<i)) >> i;

    for (int j=0; j<16; j++) {
        temp = a[j];
        a[j] = a[31-j];
        a[31-j] = temp;
    }

    for (int k=0; k<32; k++) {
        result += (a[k]<<k);

    return (uint32_t)result;
}

上述方法需要申请一个32个元素大小的数组保存每一位，进行了三次循环，略显繁琐。能不能不使用中间数组呢？答案当然是能。逆序实际上是使低位最终到高位上，如果从最低位开始处理，然后每一次处理完，将最低位往高位移动一位。那么，当处理完最高位时，最低位自然就到了最高位的位置。话不多说，AC代码如下：

[code]uint32_t reverseBits(uint32_t n) {
    // Solution 2
    uint32_t result = 0;

    for (int i=0; i<32; i++) {// from the lowest bit 
        result = result << 1;// move the low bit to high position
        result = result | (n & 1);
        n = n >> 1;// get the next high bit
    }

    return result;
}

思考：本质上对二进制位的操作多数情况下是结合掩码和位运算（与、或、非和异或操作），这一点在《深入理解计算机系统》一书的第二章讲解得十分透彻。推荐阅读！:-)