以32位int反轉每4位

Question

反轉每4位中的每個位，例如：

0101 1011 1100 0110 becomes
1010 1101 0011 0110

另一個：

1010 1100 0101 1100 becomes
0101 0011 1010 0011

我可以認為將所有32位都反轉，如下所示：

unsigned int reverseBits(unsigned int num)
{
    unsigned int count = sizeof(num) * 8 - 1;
    unsigned int reverse_num = num;

    num >>= 1; 
    while(num)
    {
       reverse_num <<= 1;       
       reverse_num |= num & 1;
       num >>= 1;
       count--;
    }
    reverse_num <<= count;
    return reverse_num;
}

但是如何解決以上問題呢？

Answer 1

您可以采用該算法進行完全位反轉 ，然后刪除幾個步驟，剩下的只是：（未經測試）

x = ((x >> 1) & 0x55555555) | ((x & 0x55555555) << 1);  // swap odd/even bits
x = ((x >> 2) & 0x33333333) | ((x & 0x33333333) << 2);  // swap groups of 2

顯然，假定無符號整數為32位。

Answer 2

1.查找表以反轉半字節。 在i個元素給出的半字節反轉的版本i ，其中i是一個無符號字節：

static const unsigned char lut[] = {
  0x00, 0x08, 0x04, 0x0C, 0x02, 0x0A, 0x06, 0x0E, 
  0x01, 0x09, 0x05, 0x0D, 0x03, 0x0B, 0x07, 0x0F, 
  0x80, 0x88, 0x84, 0x8C, 0x82, 0x8A, 0x86, 0x8E, 
  0x81, 0x89, 0x85, 0x8D, 0x83, 0x8B, 0x87, 0x8F, 
  0x40, 0x48, 0x44, 0x4C, 0x42, 0x4A, 0x46, 0x4E, 
  0x41, 0x49, 0x45, 0x4D, 0x43, 0x4B, 0x47, 0x4F, 
  0xC0, 0xC8, 0xC4, 0xCC, 0xC2, 0xCA, 0xC6, 0xCE, 
  0xC1, 0xC9, 0xC5, 0xCD, 0xC3, 0xCB, 0xC7, 0xCF, 
  0x20, 0x28, 0x24, 0x2C, 0x22, 0x2A, 0x26, 0x2E, 
  0x21, 0x29, 0x25, 0x2D, 0x23, 0x2B, 0x27, 0x2F, 
  0xA0, 0xA8, 0xA4, 0xAC, 0xA2, 0xAA, 0xA6, 0xAE, 
  0xA1, 0xA9, 0xA5, 0xAD, 0xA3, 0xAB, 0xA7, 0xAF, 
  0x60, 0x68, 0x64, 0x6C, 0x62, 0x6A, 0x66, 0x6E, 
  0x61, 0x69, 0x65, 0x6D, 0x63, 0x6B, 0x67, 0x6F, 
  0xE0, 0xE8, 0xE4, 0xEC, 0xE2, 0xEA, 0xE6, 0xEE, 
  0xE1, 0xE9, 0xE5, 0xED, 0xE3, 0xEB, 0xE7, 0xEF, 
  0x10, 0x18, 0x14, 0x1C, 0x12, 0x1A, 0x16, 0x1E, 
  0x11, 0x19, 0x15, 0x1D, 0x13, 0x1B, 0x17, 0x1F, 
  0x90, 0x98, 0x94, 0x9C, 0x92, 0x9A, 0x96, 0x9E, 
  0x91, 0x99, 0x95, 0x9D, 0x93, 0x9B, 0x97, 0x9F, 
  0x50, 0x58, 0x54, 0x5C, 0x52, 0x5A, 0x56, 0x5E, 
  0x51, 0x59, 0x55, 0x5D, 0x53, 0x5B, 0x57, 0x5F, 
  0xD0, 0xD8, 0xD4, 0xDC, 0xD2, 0xDA, 0xD6, 0xDE, 
  0xD1, 0xD9, 0xD5, 0xDD, 0xD3, 0xDB, 0xD7, 0xDF, 
  0x30, 0x38, 0x34, 0x3C, 0x32, 0x3A, 0x36, 0x3E, 
  0x31, 0x39, 0x35, 0x3D, 0x33, 0x3B, 0x37, 0x3F, 
  0xB0, 0xB8, 0xB4, 0xBC, 0xB2, 0xBA, 0xB6, 0xBE, 
  0xB1, 0xB9, 0xB5, 0xBD, 0xB3, 0xBB, 0xB7, 0xBF, 
  0x70, 0x78, 0x74, 0x7C, 0x72, 0x7A, 0x76, 0x7E, 
  0x71, 0x79, 0x75, 0x7D, 0x73, 0x7B, 0x77, 0x7F, 
  0xF0, 0xF8, 0xF4, 0xFC, 0xF2, 0xFA, 0xF6, 0xFE, 
  0xF1, 0xF9, 0xF5, 0xFD, 0xF3, 0xFB, 0xF7, 0xFF
};

2.反轉半字節的功能。 它將查找表應用於無符號4字節整數的每個字節：

unsigned reverse_nibbles(unsigned i) {
  return (lut[(i & 0xFF000000) >> 24] << 24) |
         (lut[(i & 0x00FF0000) >> 16] << 16) |
         (lut[(i & 0x0000FF00) >>  8] <<  8) |
         (lut[ i & 0x000000FF       ]      );
}

測試結果（ ideone ）：

0000 0000 0000 0000 0101 1011 1100 0110
0000 0000 0000 0000 1010 1101 0011 0110

0000 0000 0000 0000 1010 1100 0101 1100
0000 0000 0000 0000 0101 0011 1010 0011

1100 1010 1111 1110 1011 1010 1011 1110
0011 0101 1111 0111 1101 0101 1101 0111

查找表是以這種方式預先計算的（ ideone ）：

#include <stdio.h>

int main() {
  unsigned i, j;
  for (i = 0; i < 256; ++i) {
    j = ((i & 0x01) << 3) | 
        ((i & 0x02) << 1) | 
        ((i & 0x04) >> 1) | 
        ((i & 0x08) >> 3) |
        ((i & 0x10) << 3) |
        ((i & 0x20) << 1) |
        ((i & 0x40) >> 1) |
        ((i & 0x80) >> 3);
    printf("0x%02X, ", j);
    if (((i + 1) % 8) == 0)
      printf("\n");
  }
  return 0;
}

Answer 3

使用類似於您每次運行的4位代碼，將每個反向的半字節移到最終結果中。

您可以提取一個版本的代碼，並替換每次運行的4位（每次迭代移動4位），然后調用采用4位值並反轉這4位的其他版本（將count設置為3，我相信）。

Answer 4

我每4位交換一次的答案如下：

num = ((num&0F0F0F0F)<<4)|((num>>4)&0F0F0F0F);