以下是对所提供的代码进行中文解释以及其算法思想分析:
算法思想
这段代码的目标是反转一个32位整数的二进制位。
核心思路是:
- 逐位提取: 利用位操作从输入整数的最低位开始,逐位提取其二进制位。
- 逐位插入: 将提取到的位插入到结果整数中,并将结果按要求向左移位以构建反转后的二进制数。
- 依次处理: 将输入整数右移以处理其余的位,直到所有32位都被处理完成。
通过这种逐位操作,无论是正数还是负数,都可以实现反转操作。Java 使用补码形式表示有符号整数,因此不需要额外处理符号问题。
代码逐步解析
public int reverseBits(int n) {int result = 0; // 用于存储反转后的结果for (int i = 0; i < 32; i++) { // 需要处理32位int bit = n & 1; // 提取当前最低位(n的最后一位)result = (result << 1) | bit; // 将结果左移一位,并将提取的位加入到结果中n >>= 1; // 将输入整数右移一位,准备处理下一位}return result; // 返回反转后的整数
}
关键步骤分析
-
提取最低位
int bit = n & 1;
n & 1
是一个位操作,它将提取出整数n
的最低位。例如:- 如果
n = 5 (0101)
,则n & 1 = 1
。 - 如果
n = 6 (0110)
,则n & 1 = 0
。
- 如果
-
将提取的位加入结果
result = (result << 1) | bit;
result << 1
表示将结果的二进制位左移一位,为新提取的位留出位置。| bit
表示将提取的位加入结果。例如:- 假设
result = 010 (2)
,提取的bit = 1
,则操作后result = 101 (5)
。
- 假设
-
右移输入整数
n >>= 1;
将输入整数
n
的二进制位右移一位,以便在下一次循环中处理下一个最低位。 -
循环32次
- 因为输入是一个32位整数,所以需要循环32次,逐一处理所有的位。
输入输出示例
以示例1(输入 n = 43261596
)为例:
n
的二进制表示为:00000010100101000001111010011100
。- 反转后的结果为:
00111001011110000010100101000000
。 - 输出整数为:
964176192
。
以示例2(输入 n = -3
)为例:
n
的二进制补码表示为:11111111111111111111111111111101
。- 反转后的结果为:
10111111111111111111111111111111
。 - 输出整数为:
-1073741825
。
总结
这段代码的关键在于利用位运算逐位处理,结合移位操作构建反转结果。由于 Java 对有符号整数的补码处理特点,代码对正数和负数均适用,无需特别处理符号问题。