将 int 中的最后 10 位向左旋转答案

【问题标题】：Rotate left the last 10 bits in an int将 int 中的最后 10 位向左旋转
【发布时间】：2020-07-09 20:24:37
【问题描述】：

我需要实现一个向左旋转 int 的最后 10 位的函数。

所以如果一个 int 有值

0b 1111 0000 0000 0000 0000 1100 1100 0000

向左旋转 2 会得到我们

0b 1111 0000 0000 0000 0000 1111 0000 0000

进一步向左旋转 1 会得到

0b 1111 0000 0000 0000 0000 1110 0000 0001

ptr - 指向我们要旋转的给定 int 的指针
n - 我们要旋转多少次

void leftRotateLast10Digits(int * ptr, int n) {

}

如果我们想旋转整个 int，我知道该怎么做，但我不确定如何仅对最后 10 位数字进行操作。我想左旋转一个int，它看起来像下面这样。但是，我仍然不明白如何只旋转最后 10 位数字。

void leftRotate(int * ptr, int n) {
    int DROPPED_MSB;
    int INT_BITS = sizeof(int) * 8 - 1;
    int num = *ptr;

    // The effective rotation
    n %= INT_BITS;

    while(n) {
        DROPPED_MSB = (num >> INT_BITS) & 1; 

        // Left rotate num by 1 and set its dropped MSB as new LSB
        num = (num << 1) | DROPPED_MSB;
        n--;
    }
    *ptr = num;
}

【问题讨论】：

你可以用 0b1111111111111111111110000000000 取起始数字和 & 它。现在你有了不能改变的位。您可以使用 0b1111111111 进行逆运算和 & 起始编号。这 10 位需要旋转。你知道该怎么做。最后 |两个数字一起。
1) 所以旋转只涉及 10 个最低有效位，我理解正确吗？ 2）int INT_BITS = sizeof(int) * 8 - 1; 似乎构建了一个适用于每种架构的通用功能。是要求吗？可以接受 4 字节整数的假设吗？
scy17，您是否希望此轮换适用于 n > 9、n < 0？
scy17 注意：int INT_BITS = sizeof(int) * 8 - 1; n %= INT_BITS; 是有问题的代码。我希望n %= INT_BITS + 1; 和更多人能够处理n < 0。

标签： c bitwise-operators byte-shifting

【解决方案1】：

我不知道如何只处理最后 10 位数字

将这 10 位与其他位隔离开来。

旋转 10 位（我会跳过 while 循环）。

将这 10 位“或”回int。

（让我们使用“最少”而不是“最后”）

void leftRotateLeast10Digits(int *ptr, int n) {
  int value = *ptr;
  int ls10bits = value & 0x3FF;
  value ^= ls10bits;  // zero out the 10 LS bits.
  
  // If `n` outside [0...9] range needed
  n %= 10;
  if (n < 0) n += 10;

  // move LS bits left `n` times` and MS bits right `10-n` times.
  int rotated = (ls10bits << n) | (ls10bits >> (10-n));
  rotated &= 0x3FF;

  value |= rotated;
  *ptr = value;
}

需要一些额外的工作来支持 16 位 int。 int ls10bits --> int_least32_t ls10bits 轻松处理<<。
当结果不是陷阱时，我建议这也适用于罕见的非 2 补码。

提示：位操作和移位最好用 unsigned 类型和数学来完成，而不是像 int 这样的 signed 类型。

【讨论】：

【解决方案2】：

一个相对简单的方法是将整数分成两部分：应该旋转的 10 位和不应该旋转的其他（高位）位。然后，在旋转适当的部分后，使用按位或运算恢复其他位：

void leftRotate(int* ptr, int n)
{
    int mask = 0x03FF; // Mask for lower 10 bits;
    int DROPPED_MSB;
    int INT_BITS = 10; // Only work with 10 bits
    int num = *ptr & mask; // Extract JUST low 10 bits
    int top = *ptr & ~mask; // Save all the OTHER bits
    n %= INT_BITS; // The effective rotation
    while (n) {
        DROPPED_MSB = (num >> INT_BITS) & 1;
        // Left rotate num by 1 and set its dropped MSB as new LSB
        num = (num << 1) | DROPPED_MSB;
        n--;
    }
    *ptr = num | top; // Restore the saved upper bits
}

【讨论】：