将一个整数的二进制表示的奇数位与偶数位交换位置

本文详细介绍了如何使用简单的位运算技巧来交换整数二进制表示中奇数位和偶数位的值。通过将整数分为两部分m1和m2,分别操作后再组合起来得到最终结果。

题目:

如题,交换一个整数二进制表示中,奇数位相邻的偶数位交换。如n=10101010, 则交换后的值m = 01010101.

解析:

假设n=abcdefgh,则可以首先通过获取两个值m1和m2,其中m1 = a0c0e0g0, m2 = 0b0d0f0h,最后所求的值即为m = m1 | m2。要获取m1其实很简单,m1 = n & 0xaaaa;同理,获取m2 = n & 0x5555。

代码:

/*
*交换整数n的奇数位和偶数位的二进制位值
*此处假设int为32位
*/
int swapOddEvenBits(int n)
{
     return (n & 0xaaaaaaaa) | (n & 0x55555555);
}


<think> 我们参考引用[2]中的方法,使用宏来实现整数二进制奇数位偶数位交换。 思路: 1. 分别提取出奇数位偶数。 - 用掩码0xAAAAAAAA(二进制为1010 1010 ... 1010)整数,得到偶数(因为该掩码的偶数(从0开始计数,最低为0)都是1,奇数位都是0)。 - 用掩码0x55555555(二进制为0101 0101 ... 0101)整数,得到奇数位(因为该掩码的奇数位都是1,偶数都是0)。 2. 将偶数右移一,将奇数位左移一。 - 这样,原来的偶数变成了奇数位,原来的奇数位变成了偶数。 3. 将移后的两个结果进行按或操作,即可得到交换后的数。 例如,假设有一个8的数(为了简化,用8说明,实际32同理): 原数: a b c d e f g h (二进制,从高到低) 偶数: a c e g -> 提取后:a0c0e0g0 奇数位: b d f h -> 提取后:0b0d0f0h 将偶数右移1:0 a 0 c 0 e 0 g 将奇数位左移1:b 0 d 0 f 0 h 0 然后按或:0a0c0e0g | b0d0f0h0 = b a d c f e h g -> 交换后:b a d c f e h g 实际上,原数的顺序是:第7a(偶数),第6b(奇数位),第5c(偶数),第4d(奇数位)... 交换后:第7变成b(原6左移过来),第6变成a(原7右移过来),第5变成d(原4左移过来),第4变成c(原5右移过来)... 因此,我们使用以下宏定义: #define SWAP_BITS(n) (((n & 0xAAAAAAAA) >> 1) | ((n & 0x55555555) << 1)) 注意:这里假设整数是32,所以掩码使用0xAAAAAAAA和0x55555555。如果整数是64,则需要使用0xAAAAAAAAAAAAAAAA和0x5555555555555555。 下面我们写一个程序来测试这个宏。 </think> ### C语言使用运算和掩码交换二进制奇数位偶数的实现方法 在C语言中,可以通过运算和掩码高效地交换二进制数的奇数位偶数。核心思路是分别提取奇数位偶数,然后重新组合。以下是具体实现代码: ```c #include <stdio.h> // 宏定义实现交换 #define SWAP_BITS(n) \ (((n & 0xAAAAAAAA) >> 1) | ((n & 0x55555555) << 1)) int main() { unsigned int num; printf("输入整数: "); scanf("%u", &num); printf("原始二进制: \n"); for (int i = 31; i >= 0; i--) { printf("%d", (num >> i) & 1); } unsigned int result = SWAP_BITS(num); printf("\n交换后二进制: \n"); for (int i = 31; i >= 0; i--) { printf("%d", (result >> i) & 1); } return 0; } ``` #### 实现原理: 1. **提取奇数位**: - 使用掩码 `0x55555555`(二进制`0101...0101`) - 操作:`n & 0x55555555` - 效果:保留所有奇数位(最低为第0),偶数位置0 - 左移1:`(n & 0x55555555) << 1` → 奇数位移到偶数 2. **提取偶数**: - 使用掩码 `0xAAAAAAAA`(二进制`1010...1010`) - 操作:`n & 0xAAAAAAAA` - 效果:保留所有偶数奇数位置0 - 右移1:`(n & 0xAAAAAAAA) >> 1` → 偶数移到奇数位 3. **合并结果**: - 通过按或操作组合两部分:`奇数位结果 | 偶数结果` #### 示例分析: 假设输入 `num = 6`(二进制`0000...0110`): 1. 提取奇数位:`0110 & 0101 = 0100` → 左移后 `1000` 2. 提取偶数:`0110 & 1010 = 0010` → 右移后 `0001` 3. 合并结果:`1000 | 0001 = 1001`(十进制9)
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