Javaで整数の実際のビットを反転する方法を解説

負でない整数 n が与えられます。この記事の目標は、n のビットを反転し、その結果得られる数値を出力することです。ビットを反転する際には、整数の実際の2進表現がそのまま使われ、先頭の0(リーディングゼロ)は考慮されません。

入出力の具体例

入力: 13

出力: 与えられた数の実際のビットを反転した結果は 11

(13)10 = (1101)2
ビットを反転すると:
(1011)2 = (11)10

解説: 入力された数値から2進数のビット列を取得し、それを反転させた後、最後に10進数形式へ変換して結果として返しています。

入力: 18

出力: 与えられた数の実際のビットを反転した結果は 9

(18)10 = (10010)2
ビットを反転すると:
(1001)2 = (9)10

解説: こちらも同様に、入力数値の2進表現を取得してビット列を反転し、10進数に戻した値が出力されています。

プログラムで使用するアプローチ

• mainメソッド内での処理

  • 数値を入力として受け取り、reverseBinaryBits(int input) メソッドに渡します。

• reverseBinaryBits(int input) メソッド内での処理

  • 反転後のビットを格納するための変数 rev_input を 0 で初期化します。

  • 終了条件(input > 0)を持つループを繰り返します(右側のビットから順に走査していきます)。

    • ビット単位の右シフト演算を使用して n の2進表現からビットを1つずつ取り出し、ビット単位の左シフト演算によって rev に順番に蓄積していきます。

実装例

class TutorialsPoint{
    public static int reverseBinaryBits(int input){
        int rev_input = 0;
        while (input > 0){
            rev_input <<= 1;
            if ((int) (input & 1) == 1){
                rev_input ^= 1;
            }
            input >>= 1;
        }
        return rev_input;
    }
    public static void main(String[] args){
        int input = 13;
        System.out.println("Reverse actual bits of the given number");
        System.out.println(reverseBinaryBits(input));
    }
}

実行結果

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

Reverse actual bits of the given number
11