元素位置互换之移位算法

顺序表应用3:元素位置互换之移位算法
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题目描述
一个长度为len(1<=len<=1000000)的顺序表,数据元素的类型为整型,将该表分成两半,前一半有m个元素,后一半有len-m个元素(1<=m<=len),借助元素移位的方式,设计一个空间复杂度为O(1)的算法,改变原来的顺序表,把顺序表中原来在前的m个元素放到表的后段,后len-m个元素放到表的前段。
注意:先将顺序表元素调整为符合要求的内容后,再做输出,输出过程只能用一个循环语句实现,不能分成两个部分。
输入
第一行输入整数n,代表下面有n行输入;
之后输入n行,每行先输入整数len与整数m(分别代表本表的元素总数与前半表的元素个数),之后输入len个整数,代表对应顺序表的每个元素。
输出
输出有n行,为每个顺序表前m个元素与后(len-m)个元素交换后的结果
示例输入
2
10 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
5 3 10 30 20 50 80
示例输出
4 5 6 7 8 9 10 1 2 3
50 80 10 30 20
# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
typedef struct node{
	int *a;
	int length;
} Node;
void create_list(Node&L,int num);
void move(Node&L,int m);
void display_list(Node&L);
int main()
{
	int len,n,m;
	scanf("%d",&n);
	while(n--)
	{
		Node L;
		scanf("%d %d",&len,&m);
		create_list(L,len);
		move(L,m);
		display_list(L);
	}
}
void create_list(Node&L,int num)
{
	int i;
	L.a = (int *)malloc(sizeof(int)*num);
	L.length = num;
	for(i=0;i<num;i++)
	{
		scanf("%d",&L.a[i]);
	}
}
void move(Node&L,int time)
{
	int i,j,k;
    int key;
	while(time--)
	{
		key = L.a[0];
		for(i=0;i<L.length-1;i++)
		{
			L.a[i]=L.a[i+1];
		}
		L.a[L.length-1] = key;
	}
}
void display_list(Node&L)
{
	int i;
	printf("%d",L.a[0]);
	for(i=1;i<L.length;i++)
	{
		printf(" %d",L.a[i]);
	}
	printf("\n");
}

<think>好的,我现在需要解决用户的问题:如何在编程中实现16位数值高低字节交换的方法或算法。用户提到了嵌入式编程中的高低位交换,参考了引用中的相关资料,特别是引用[2]和[4]。让我先仔细分析这些引用内容,然后结合自己的知识来给出正确的答案。 首先,引用[2]提到,在嵌入式编程中,协议要求字节低位在左,高位在右,需要对每个字节进行转换处理,逐个交换其高低位。例如,11010001变成10001011。这里虽然讨论的是单个字节内的位反转,但可能与16位的高低位交换有关联吗?可能需要区分字节交换和位反转的区别。用户的问题是关于高低字节交换,也就是将16位数的高8位和低8位互换,而不是每个字节内部的位反转。这点需要注意,不能混淆。 然后,引用[4]指出,在嵌入式开发中,利用C语言的移位操作可以快速解决高低位交换问题。这里的关键是移位操作,所以可能需要使用位移和位掩码来实现。 接下来,用户的问题是如何交换16位数值的高字节和低字节。比如,一个16位的数0x1234(高字节是0x12,低字节是0x34),交换后应该是0x3412。这时候,可以通过将数值右移8位来获取高字节部分,左移8位来获取低字节部分,然后将两者进行或操作合并。 例如,对于数值value: 高字节部分 = (value >> 8) & 0x00FF; 低字节部分 = (value << 8) & 0xFF00; 交换后的值 = 高字节部分 | 低字节部分; 或者更简洁的写法是:交换后的值 = (value << 8) | (value >> 8); 这样就能实现高低字节的交换。此外,如果是使用特定的编程语言,比如C语言,还可以使用联合体(union)或者指针操作来直接访问高字节和低字节,进行交换。例如,将一个16位变量作为两个8位的数组,交换数组的两个元素位置。 另外,用户提供的引用中有提到位操作和移位操作的重要性,所以应该强调使用这些基本操作来实现,而不是复杂的算法。同时,需要注意端序(大端序和小端序)的问题,但用户的问题是关于数值本身的字节交换,而不是系统存储的字节序转换。因此,无论系统本身的字节序如何,交换后的数值在内存中的表示可能会变化,但数值的正确性由操作保证。 总结可能的实现方法: 1. 使用移位和位或操作:将原数值左移8位得到低字节到高字节,右移8位得到高字节到低字节,然后合并。 2. 使用联合体(union)或类型转换,将16位数视为两个8位的字节,交换它们的顺序。 3. 使用指针操作,将数值的地址转为字节指针,交换两个字节的位置。 需要验证这些方法的正确性,并考虑不同编程语言中的实现差异。例如,在Python中,由于没有直接的16位无符号整数类型,可能需要使用位操作来处理,而在C语言中则可以直接操作内存。 例如,在C语言中: uint16_t swap_bytes(uint16_t value) { return (value << 8) | (value >> 8); } 或者使用联合体: union U16 { uint16_t val; uint8_t bytes[2]; }; uint16_t swap_bytes_union(uint16_t value) { union U16 u; u.val = value; uint8_t temp = u.bytes[0]; u.bytes[0] = u.bytes[1]; u.bytes[1] = temp; return u.val; } 在Python中,处理16位数值的高低字节交换可以这样做: def swap_bytes(value): return ((value << 8) & 0xFF00) | ((value >> 8) & 0x00FF) 或者更简单的方式,使用位操作: def swap_bytes(value): return (value << 8) | (value >> 8) 但需要注意Python的整数没有固定位数,所以可能需要确保数值在16位范围内,可以使用0xFFFF进行掩码处理。 此外,用户提供的引用[2]和[4]都强调了位操作和移位的重要性,所以在回答中应该突出这些方法,并且给出不同语言的示例,如C和Python,以满足不同场景的需求。 最后,需要检查是否存在其他可能的实现方式,或者是否有特殊情况需要考虑,比如符号数的处理。但通常高低字节交换操作是针对无符号整数的,如果有符号数,可能需要额外的处理,但用户的问题中没有提到符号问题,所以可以默认处理无符号16位数值。</think>### 如何实现16位数值高低字节交换 在编程中实现16位数值高低字节交换的核心是**通过位操作重新排列字节顺序**。以下是几种常见实现方法: --- #### **方法1:使用移位和位或操作** 适用于所有支持位操作的编程语言(如C、Python等)。 **实现步骤:** 1. 将原数值左移8位:将低字节移动到高字节位置 2. 将原数值右移8位:将高字节移动到低字节位置 3. 合并两部分结果 **代码示例:** ```c // C语言实现 uint16_t swap_bytes(uint16_t value) { return (value << 8) | (value >> 8); } ``` ```python # Python实现 def swap_bytes(value): return ((value << 8) & 0xFF00) | ((value >> 8) & 0x00FF) ``` --- #### **方法2:使用联合体(Union)或类型转换** 通过内存直接操作字节,适用于C/C++等语言。 **C语言实现:** ```c union U16 { uint16_t val; uint8_t bytes[2]; // bytes[0]为低字节,bytes[1]为高字节(小端序系统) }; uint16_t swap_bytes_union(uint16_t value) { union U16 u; u.val = value; // 交换高、低字节 uint8_t temp = u.bytes[0]; u.bytes[0] = u.bytes[1]; u.bytes[1] = temp; return u.val; } ``` --- #### **方法3:指针操作** 直接通过指针修改内存中的字节顺序。 **C语言实现:** ```c uint16_t swap_bytes_ptr(uint16_t value) { uint8_t *p = (uint8_t *)&value; uint8_t temp = p[0]; p[0] = p[1]; p[1] = temp; return value; } ``` --- ### **关键说明** 1. **端序问题**:若系统为小端序(如x86架构),`bytes[0]`表示低字节;若为大端序,需调整交换逻辑[^2][^4]。 2. **数值范围**:确保输入数值在16位范围内(0x0000~0xFFFF)。 3. **符号处理**:若为有符号数,需额外处理符号位,建议优先使用无符号类型。 ---
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