leetcode_位运算 190.颠倒二进制位
190. 颠倒二进制位
- 颠倒给定的 32 位无符号整数的二进制位。
1. 字符串
class Solution:# @param n, an integer# @return an integerdef reverseBits(self, n):res = "" # 创建一个保存结果的空字符串for b in str(bin(n))[2:]:# 遍历n的二进制数res = b + res # 把每一位从头部插入reswhile len(res) < 32:res += "0"return int(res, 2)
-
执行过程:
-
假设输入 n = 43261596(即二进制为00000010100101000001111010011100),反转过程如下:
-
二进制字符串:bin(43261596) 得到 ‘0b10100101000001111010011100’,去掉 ‘0b’ 后得到 ‘10100101000001111010011100’
-
反转字符串:遍历每一位,将其按顺序添加到 r 前面:
- r = ‘0’
r = ‘00’
r = ‘000’
r = ‘0000’
(继续添加,直到所有位反转)
最终得到r = ‘00111001011110000010100101000000’
- r = ‘0’
-
确保长度为 32 位:反转后的 r 已经是 32 位,所以无需额外填充0
-
返回结果:将 r = ‘00111001011110000010100101000000’ 转换为整数,得到 964176192
-
-
时间复杂度: O(n)
-
空间复杂度: O(1)
2. 循环
class Solution:# @param n, an integer# @return an integerdef reverseBits(self, n):result = 0for i in range(32):result <<= 1 # 左移 result 为 1 位result |= (n & 1) # 将 n 的最低有效位加到 result 中n >>= 1 # n 右移 1 位return result
- 执行过程:
-
第1 步(i = 0):
num = 43261596 = 00000010100101000001111010011100
提取最低有效位:num & 1 = 0(最低位是 0)
result = result << 1 = 0 << 1 = 0(将 result 左移一位,为下一位腾出空间)
result |= 0 → result = 0(将提取的位加到 result 中)
num >>= 1 → num = 21630798(右移 num,去掉最低位) -
第 2 步(i = 1):
num = 21630798 = 0000001010010100000111101001110
提取最低有效位:num & 1 = 0(最低位是 0)
result = result << 1 = 0 << 1 = 0
result |= 0 → result = 0
num >>= 1 → num = 10815399 -
第 3 步(i = 2):
num = 10815399 = 000000101001010000011110100111
提取最低有效位:num & 1 = 1(最低位是 1)
result = result << 1 = 0 << 1 = 0
result |= 1 → result = 1(将提取的 1 加到 result 中)
num >>= 1 → num = 5407699 -
第 4 步(i = 3):
num = 5407699 = 00000010100101000001111010011
提取最低有效位:num & 1 = 1(最低位是 1)
result = result << 1 = 1 << 1 = 2
result |= 1 → result = 3
num >>= 1 → num = 2703849 -
第 5 步(i = 4):
num = 2703849 = 0000001010010100000111101001
提取最低有效位:num & 1 = 1(最低位是 1)
result = result << 1 = 3 << 1 = 6
result |= 1 → result = 7
num >>= 1 → num = 1351924 -
第 6 步(i = 5):
num = 1351924 = 000000101001010000011110100
提取最低有效位:num & 1 = 0(最低位是 0)
result = result << 1 = 7 << 1 = 14
result |= 0 → result = 14
num >>= 1 → num = 675962
…(继续这个过程直到处理完所有 32 位) -
直到第 32 步:
经过 32 次循环,num 会变成 0,result 存储了反转后的二进制值
-
- 时间复杂度: O(32) = O(1)
- 空间复杂度: O(1)
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