用Java语言中的二进制表示整数

Question

这是问题所在：

您将获得2个32位数字N和M，以及两个位置i和j。 编写一种方法来将N中i和j之间的所有位设置为等于M（例如，在位于i处并从j开始时，M成为N的子串）

例如：输入：int N = 10000000000，M = 10101，i = 2，j = 6; 输出：int 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：实现该算法的方便数据类型是什么？ 例如，我们在C中具有int n = 0x100000，因此我们可以在n上应用按位运算符。 在Java中，我们有BitSet类，它具有清晰的set方法，但不支持左/右移位运算符； 如果我们使用int，则它支持左/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），实现此目的的最佳方法是什么？

Java中的代码（阅读所有注释后）：

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);   
}        

Answer 1

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

如果该约束保持不变，则int 32位数字int将是有效的数据类型

顺便说一句

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

是面罩的结构稍微清晰一点

Answer 2

Java的int具有您所需的所有操作。 我还不太了解您的问题（现在太累了），所以我不会给您完整的答案，只是一些提示。 （如果需要，我会在稍后进行修改。）

• 这是连续的j个： (1 << j)-1 。
• 这是连续j个，后跟i零： ((1 << j) - 1) << i 。
• 这是一个位掩码，它屏蔽了x中间的j位置： x & ~(((1 << j) - 1) << i) 。

尝试使用Integer.toBinaryString()查看结果。 （对于负值或太大的值，它们也可能给出奇怪的结果。）

Answer 3

我认为您误解了Java的工作原理。 所有值均表示为“一系列位”，其中包括整数和多头。

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N中设置的最右边（最低有效）位。
• M的最右边的位从右边映射到N的第i位。
• 过早的优化是万恶之源-这就是O（ji）。 如果像问题中那样使用复杂的掩码，则可以在O（1）中进行操作，但是它的可读性不高，可读代码比有效代码重要的时间是97％。