Question

我目前正在学习按位运算，我的任务是向左旋转4位整数。

我向左旋转4位的代码是

private static int BITS_IN_INTEGER = 4;

private static int leftRotate(int x, int n) {
  return (x << n) | (x >> (BITS_IN_INTEGER - n));
}

我想进行4位循环移位以在旋转后保持为4位，但似乎无法理解其工作原理。

示例：向左旋转1位后有10（1010）会给我5（0101），但给我的值为21，比我的4位还大。

任何帮助我了解此问题的帮助将不胜感激！

Answer 1

如果我对你的理解正确，你想

模拟BITS_IN_INTEGER位而不是32位的整数。
对这样的模拟整数进行旋转

当前您可以进行旋转，但是实际int的高位（不属于仿真int的一部分）可以以0以外的值结尾。例如：

intput x
0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 1100
                                     |____|___, emulated int
result of rotating left by n=2       |    |
0000 0000  0000 0000  0000 0000  0011 0011

我们可以看到，我们要做的就是将模拟int上方的位（即32-BITS_IN_INTEGER高位）设置为零。为此，我们使用逻辑“和” （&）。我们需要一个掩码，该掩码在我们要设置为零的位上带有0（任何& 0始终为0），在我们想要保留的位上带有1（所有{{1 }}永远是任何东西。

& 1

要使用0...0 0011 0011 ← the result from before & 0...0 0000 1111 ← a mask —————————————————— 0...0 0000 0011 ← the masked result where unused bits are 0个0...01...1生成BITS_IN_INTEGER形式的掩码，我们可以使用1。 (1 << BITS_IN_INTEGER) - 1将- 1转换为10000。

Answer 2

这是 leftRotate（）和 rightRotate（）的javascript实现，基于Answer中的上述Socowi （谢谢！）

我需要沿左（逆时针）和右（顺时针）方向模拟一个具有90度旋转角度的简单指南针（不是一个真正的指南针，只是一个有趣的问题。

因此，我没有想到通过存储先前的方向并使用* if / else *或* switch *来弄乱代码，而是想到了circular-shift或bit-rotation会带来更多的想法当然干净，高效和优雅。

但是，关于将掩码限制为4位，我遇到了同样的问题。由于上述解决方案，我得以做到！ ;）

所以假设以下内容：

 - North = 1 = 0001
 - West  = 2 = 0010
 - South = 4 = 0100
 - East  = 8 = 1000

当我需要从北向西旋转90º时，我呼叫 leftRotate（），依此类推，直到再次到达同一点（北）。 / p>

反之亦然，如果从北转90º至->东，我叫 rightRotate（），然后再次转南，依此类推。 / p>

以下是代码段，希望对您有所帮助：

const BITS_IN_INTEGER = 4;
const INTEGER_MASK = (1 << BITS_IN_INTEGER) - 1;

// this function rotates to left (counter clockwise) 1,2,4,8...1,2,4,8

function leftRotate(x, n) {
  return INTEGER_MASK & ((x << n) | (x >>> (BITS_IN_INTEGER - n)));
}


// this function rotates to right (clockwise)  1,8,4,2...1,8,4,2

function rightRotate(x, n) {
  return INTEGER_MASK & ((x << (BITS_IN_INTEGER - n)) | (x >>> n));
}

// Lets rotate:

console.log('--- Rotate to left (counter clockwise) 1,2,4,8...1,2,4,8...1:')

let value = 1;

for (let i = 0; i < 8; i++) {
  console.log(value);
  value = leftRotate(value, 1);
}

console.log('-- Rotate to right (counter clockwise) 1,8,4,2...1,8,4,2...1:')

for (let i = 0; i < 8; i++) {
  console.log(value);
  value = rightRotate(value, 1);
}

位循环移位

2 个答案: