在Java中实现二进制反转的方法主要有以下四种,涵盖不同场景和效率需求:
一、使用Java内置方法(推荐)
利用`Integer`类的`toBinaryString`和`parseInt`方法实现转换,代码简洁且高效。
```java
public static int reverseBits(int n) {
String binary = Integer.toBinaryString(n); // 转换为二进制字符串
String reversed = new StringBuilder(binary).reverse().toString(); // 反转字符串
return Integer.parseInt(reversed, 2); // 转回整数
}
```
优点:代码简洁,无需手动处理位运算;
缺点:仅适用于32位整数,且效率低于位运算方法。
二、位运算高效反转
通过逐位移位和按位或操作实现,时间复杂度为O(log n)。
```java
public static int reverseBits(int n) {
int result = 0;
for (int i = 0; i < 32; i++) {
result = (result << 1) | (n & 1); // 右移结果并左移1位,或运算取出最低位
n >>= 1; // 右移输入
}
return result;
}
```
优点:效率高,适用于所有整数类型;
缺点:代码相对复杂。
三、分步反转法(逐位处理)
通过循环右移和按位与操作,逐步构建反转结果。
```java
public static int reverseBits(int n) {
int result = 0;
for (int i = 0; i < 32; i++) {
result = (result << 1) | (n & 1); // 右移结果并左移1位,或运算取出最低位
n >>= 1; // 右移输入
}
return result;
}
```
优点:逻辑清晰,与手动计算过程一致;
缺点:与高效位运算方法相同,效率较低。
四、处理负数(32位无符号整数)
使用位掩码确保负数按二进制补码形式处理。
```java
public static int reverseBits(int n) {
n = n & 0xFFFFFFFF; // 转换为32位无符号整数
int result = 0;
for (int i = 0; i < 32; i++) {
result = (result << 1) | (n & 1); // 右移结果并左移1位,或运算取出最低位
n >>= 1; // 右移输入
}
return result;
}
```
优点:正确处理负数输入;
缺点:与上述方法逻辑重复,效率相同。
总结
首选方案:使用内置方法(`Integer.toBinaryString`和`parseInt`),代码简洁但效率较低。
高效方案:采用位运算方法,通过循环右移和按位或操作实现,时间复杂度为O(log n)。
特殊需求:处理负数时需额外处理补码形式。