在java语言中使用二进制表示一个整数答案

【问题标题】：represent an integer using binary in java language在java语言中使用二进制表示一个整数
【发布时间】：2011-08-19 00:25:02
【问题描述】：

问题来了：

给定 2 个 32 位数字，N 和 M，以及两个位位置，i 和 j。编写一个方法来设置 N 中 i 和 j 之间的所有位等于 M（例如，M 在位于 i 处成为 N 的子串从 j) 开始

例如：输入：整数 N = 10000000000，M = 10101，i = 2，j = 6；输出：整数 N = 10001010100

我的解决方案：

step 1: compose one mask to clear sets from i to j in N 
 mask=   ( ( ( ((1<<(31-j))-1) << (j-i+1) ) + 1 ) << i  ) - 1 
 for the example, we have 
       mask= 11...10000011
step 2: 
      (N & mask) | (M<<i)

问题：实现算法的方便数据类型是什么？例如我们在 C 中有 int n = 0x100000，因此我们可以在 n 上应用位运算符。在 Java 中，我们有 BitSet 类，它有明确的 set 方法，但不支持左/右移位运算符；如果我们使用int，它支持左/右移位，但是没有二进制表示（我不是在谈论二进制字符串表示）实现这一点的最佳方法是什么？

java中的代码（读完所有cmets后）：

int x = Integer.parseInt("10000000000",2);
int x = Integer.parseInt("10101",2);
int i = 2, j = 6;
public static int F(int x, int y, int i, int j){
int mask = (-1<<(j+1)) | (-1>>>(32-i));
return (mask & x ) | (y<<i);   
}

【问题讨论】：

你是什么意思 "如果我们使用 int... 但没有二进制表示？" 您绝对可以将 & 和 | 应用于 Java 中的 int。你是说用二进制写一个int 文字吗？
如果这是作业，请添加“作业”标签。
是的，我说的是在二进制中定义一个 int 字面量，它类似于 C 中的这个语句： int N = 0x101010;
Java 中没有二进制文字。你有十进制，八进制和十六进制。但是您可以使用基数为 2 的 Integer.parseInt(String s, int radix) 从字符串表示开始。 download.oracle.com/javase/6/docs/api/java/lang/…

标签： java implementation bit-manipulation

【解决方案1】：

按位运算符 |、&、^ 和 ~ 以及十六进制文字 (0x1010) 在 java 中都可用

32 位数字是 ints，如果该约束保持不变，int 将是有效的数据类型

顺便说一句

mask = (-1<<j)|(-1>>>(32-i));

是一个稍微清晰的蒙版结构

【讨论】：

在 Java 7 中甚至还有一个二进制字面量：0b1010，在这里可能会派上用场。
掩码很好，除了：想清除i和j之间的位，即j-i+1位。所以需要 -1 >> (32-i)

【解决方案2】：

Java 的int 具有您需要的所有操作。我没有完全理解你的问题（现在太累了），所以我不会给你一个完整的答案，只是一些提示。（如果需要，我稍后会修改它。）

这里是j 连续的：(1 << j)-1。
这里是j 连续一个，后面是i 零：((1 << j) - 1) << i。
这是一个位掩码，用于掩盖 x 中间的 j 位置：x & ~(((1 << j) - 1) << i)。

用Integer.toBinaryString() 试试这些以查看结果。（对于负值或太大的值，它们也可能会给出奇怪的结果。）

【讨论】：

在这个问题中，我们需要 (j-i+1) 个位置在 x 的中间

【解决方案3】：

我认为您误解了 Java 的工作原理。所有值都表示为引擎盖下的“一系列位”，其中包括整数和长整数。

根据您的问题，一个粗略的解决方案是：

public static int applyBits(int N, int M, int i, int j) {
  M = M << i; // Will truncate left-most bits if too big

  // Assuming j > i
  for(int loopVar = i; loopVar < j; loopVar++) {
    int bitToApply = 1 << loopVar;
    // Set the bit in N to 0
    N = N & ~bitToApply;
    // Apply the bit if M has it set.
    N = (M & bitToApply) | N;
  }

  return N;
}

我的假设是：

i 是在 N 中设置的最右边（最低有效）位。
M 的最右边位映射到 N 的 i 右边的第一个位。
过早的优化是万恶之源 - 这是 O(j-i)。如果您像在问题中那样使用复杂的掩码，则可以在 O(1) 中完成，但它的可读性会降低，而且 97% 的情况下，可读代码比高效代码更重要。

【讨论】：