Question

Java Integer类具有静态方法highestOneBit方法，该方法将在指定值的最高一位的位置返回一个单个一位的值；如果指定值本身等于，则返回零零。

例如int 17的输入将返回16；由于17可以二进制表示为10001，所以它将返回最远的一位，等于16。

在Integer类中，它在Java文档中具有以下实现。

    public static int highestOneBit(int i) {
    // HD, Figure 3-1
    i |= (i >>  1);
    i |= (i >>  2);
    i |= (i >>  4);
    i |= (i >>  8);
    i |= (i >> 16);
    return i - (i >>> 1);
}

我只想知道以这种方式实现它的逻辑以及使用移位操作的逻辑。谁能给它一点点光。

Answer 1

此算法为给定的i计算其二进制表示形式：

0..01XXXXXXX...XXXX

值

0..011111111...1111

这就是5个|=运算符的作用。

然后，在return语句中，它从中减去右移一位的值

0..001111111...1111

获得结果

0..010000000...0000

它如何工作：

第32位（最左侧）可能的最高1位。假设输入数字在该位中有1：

1XXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX

您或该值右移1 (i >> 1)并得到

11XXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX

然后将您或该新值右移2 (i >> 2)并得到

1111XXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX

然后将您或该新值右移4 (i >> 4)并得到

11111111 XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX

然后将您或该新值右移8 (i >> 8)并得到

11111111 11111111 XXXXXXXX XXXXXXXX

最后，您或该新值的值向右移16 (i >> 16)并得到

11111111 11111111 11111111 11111111

如果最高的1位小于第32位，则这些操作仍会将其右边的所有位都变为1，并使其余（较高的位）保持为0。

Answer 2

i |=语句有助于计算与i相同长度的序列。例如，对于101011，它计算111111。我已经说明了它在this answer中的工作方式（由于我在移动设备上，因此目前无法重新输入）。

因此，基本上，一旦有了一串字符串，将其自身右移一位就可以得出H.O。位。

111111 - (111111 >>> 1) = 111111 - 011111 = 100000

Answer 3

前五行（i |= (i >> x)）会将最高1位以下的每一位都设置为1。然后，最后一行将减去最高1位以下的每1位，因此只有最高1位会保留下来。

为简单起见，我们假设int为8位。在这种情况下，代码将如下所示：

public static int highestOneBit(int i) {
    i |= (i >>  1);
    i |= (i >>  2);
    i |= (i >>  4);
    return i - (i >>> 1);
}

现在，假设我们的值为128（10000000）。这将发生：

// i == 10000000
i |= (i >>  1); // i = 10000000 | 11000000 = 11000000 
i |= (i >>  2); // i = 11000000 | 11110000 = 11110000 
i |= (i >>  4); // i = 11110000 | 11111111 = 11111111
return i - (i >>> 1); // 11111111 - 01111111 = 10000000

>>是算术右移，因此它将保留带符号的位。最后的>>>是逻辑右移，它将不保留带符号的位。它将始终在左侧插入零。

现在，让我们尝试64（01000000）：

// i == 01000000
i |= (i >>  1); // i = 01000000 | 00100000 = 01100000 
i |= (i >>  2); // i = 01100000 | 00011000 = 01111000 
i |= (i >>  4); // i = 01111000 | 00000111 = 01111111
return i - (i >>> 1); // 01111111 - 00111111 = 01000000

了解Integer.highestOneBit（）方法实现背后的逻辑

3 个答案: