Question

我知道有很多次类似的差异，但我在C＃（Unity3D）中按位运算的输出有问题。

我正在尝试bit-reversal permutation，也就是说，在Cooley-Tukey FFT algorithm中使用整数的位反转顺序（或者unsigned int，任一个）。所以，如果我有0,1,2,3 - 我想最终得到0,2,1,3，如果我有0,1,2,3,4,5,6,7 - 我应该得到0， 4,2,6,1,5,3,7。

我尝试过在线发现的一些位反转算法，例如：

public uint ReverseBits(uint n)
{
    n = (n >> 1) & 0x55555555 | (n << 1) & 0xaaaaaaaa;
    n = (n >> 2) & 0x33333333 | (n << 2) & 0xcccccccc;
    n = (n >> 4) & 0x0f0f0f0f | (n << 4) & 0xf0f0f0f0;
    n = (n >> 8) & 0x00ff00ff | (n << 8) & 0xff00ff00;
    n = (n >> 16) & 0x0000ffff | (n << 16) & 0xffff0000;
    return n;
}

我会像这样使用它：

uint x = 1;
x = ReverseBits(x);  //this results in x = 2147483648;

我想尝试另一种算法，所以我找到了这个算法，正如指出的那样反转了字节：

public uint ReverseBytes(uint value)
{
    return (value & 0x000000FFU) << 24 | (value & 0x0000FF00U) << 8 |
           (value & 0x00FF0000U) >> 8 | (value & 0xFF000000U) >> 24;
}

我得到完全相同的号码x = 2147483648。像>>这样的按位运算符在C＃中执行与在其他语言（如C）中相同的功能，对吗？那么，我错过了一步吗？

Answer 1

您当前使用的算法会反转整数中的位（即int为32位，long为64位），而您真正使用的是想要只反转第一个 k 位（其中n = 2^k用于位反转排列）。

一个简单的解决方案是使用字符串：

int x = 6;
int k = 3;
// Binary representation of x of length k
string binaryString = Convert.ToString(x, 2).PadLeft(k, '0');
int reversed = Convert.ToInt32(Reverse(binaryString), 2);

其中Reverse is defined as follows：

public static string Reverse( string s )
{
    char[] charArray = s.ToCharArray();
    Array.Reverse( charArray );
    return new string( charArray );
}

或者，如果您不想使用字符串，您可以坚持使用按位运算符解决方案：

int x = 6;
int k = 3;
int reversed = 0;

for(int i = 0; i < k; i++) {
    // If the ith bit of x is toggled, toggle the ith bit from the right of reversed
    reversed |= (x & (1 << i)) != 0 ? 1 << (k - 1 - i) : 0;
}

您甚至可以以可读性为代价删除三元运算符：

reversed |= (((x & (1 << i)) >> i) & 1) << (k - 1 - i);

& 1补偿了正确的算术移位（>> i）填充符号位的情况。

Answer 2

如果要实现给定位长度的函数（如果您知道DFT具有给定长度，如64），那么您可以对各种常量进行硬编码并编写适合该位长度的函数，例如：

public static int Reverse6Bits(int n)
{
    n = (n >> 1) & 0x55 | (n << 1) & 0xaa;
    n = (n >> 2) & 0x33 | (n << 2) & 0xcc;
    n = (n >> 6) & 0x03 | (n << 2) & 0x3c;
    return n;
}

如果我有0,1,2,3,4,5,6,7 - 我应该得到0,4,2,6,1,5,3,7

您可以使用常量作为查找表来反转3位：

public static int Reverse3Bits(int n)
{
     return (0x73516240 >> (n << 2)) & 7;
}

Answer 3

    uint ret=n;
    ret = ret >> 16 | ret<<16;
    ret = (ret & 0xff00ff00) >> 8 | (ret & 0x00ff00ff) << 8;
    ret = (ret & 0xf0f0f0f0) >> 4 | (ret & 0x0f0f0f0f) << 4;
    ret = (ret & 0xcccccccc) >> 2 | (ret & 0x33333333) << 2;
    ret = (ret & 0xaaaaaaaa) >> 1 | (ret & 0x55555555) << 1;
    return ret;

C＃反转整数的位

3 个答案: