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190. 颠倒二进制位

题目描述

颠倒给定的 32 位无符号整数的二进制位。

提示：

  • 请注意，在某些语言（如 Java）中，没有无符号整数类型。在这种情况下，输入和输出都将被指定为有符号整数类型，并且不应影响您的实现，因为无论整数是有符号的还是无符号的，其内部的二进制表示形式都是相同的。
  • 在 Java 中，编译器使用二进制补码记法来表示有符号整数。因此，在 示例 2 中，输入表示有符号整数 -3，输出表示有符号整数 -1073741825。

 

示例 1：

输入：n = 43261596

输出：964176192

解释：

整数 二进制
43261596 00000010100101000001111010011100
964176192 00111001011110000010100101000000

示例 2：

输入：n = 2147483644

输出：1073741822

解释：

整数 二进制
2147483644 01111111111111111111111111111100
1073741822 00111111111111111111111111111110

 

提示：

  • 0 <= n <= 231 - 2
  • n 为偶数

 

进阶: 如果多次调用这个函数，你将如何优化你的算法？

解法

方法一：位运算

我们可以从低位到高位，逐个取出 n 的每一位，然后将其放到 ans 的对应位置上。

比如，对于第 \(i\) 位，我们可以通过 (n & 1) << (31 - i) 来取出 n 的第 \(i\) 位，并将其放到 ans 的第 \(31 - i\) 位上，然后将 n 右移一位。

时间复杂度 \((\log n)\)，空间复杂度 \(O(1)\)。

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class Solution:
    def reverseBits(self, n: int) -> int:
        ans = 0
        for i in range(32):
            ans |= (n & 1) << (31 - i)
            n >>= 1
        return ans

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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 >>>= 1;
        }
        return ans;
    }
}

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class Solution {
public:
    uint32_t reverseBits(uint32_t n) {
        uint32_t ans = 0;
        for (int i = 0; i < 32 && n; ++i) {
            ans |= (n & 1) << (31 - i);
            n >>= 1;
        }
        return ans;
    }
};

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func reverseBits(n uint32) (ans uint32) {
    for i := 0; i < 32; i++ {
        ans |= (n & 1) << (31 - i)
        n >>= 1
    }
    return
}

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impl Solution {
    pub fn reverse_bits(mut n: u32) -> u32 {
        let mut ans = 0;
        for i in 0..32 {
            ans |= (n & 1) << (31 - i);
            n >>= 1;
        }
        ans
    }
}

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/**
 * @param {number} n - a positive integer
 * @return {number} - a positive integer
 */
var reverseBits = function (n) {
    let ans = 0;
    for (let i = 0; i < 32 && n; ++i) {
        ans |= (n & 1) << (31 - i);
        n >>= 1;
    }
    return ans >>> 0;
};

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