程序有效地将数字的位反转

给定一个非负整数N。任务是将数字N的位取反，并输出取反后获得的数字的十进制等效值。

注意：不考虑前导0。

例子：

Input : 11
Output : 4
(11)10 = (1011)2
After inverting the bits, we get:
(0100)2 = (4)10.

Input : 20
Output : 11
(20)10 = (10100)2.
After inverting the bits, we get:
(01011)2 = (11)10.

反转数字的实际位中已经讨论了类似的问题。

在本文中，讨论了一种使用按位运算运算符的有效方法。以下是解决问题的分步算法：

1. 计算给定数字中的位数。可以通过计算来完成：

   X = log2N
   

   其中，N是给定数，X是N的总位数。

2. 下一步是生成一个X位且所有位均置1的数字。即11111….X倍。可以通过计算来完成：

   Step-1: M = 1 << X
   Step-2: M = M | (M-1)
   

   其中M是设置了所有位的所需X位数字。

3. 最后一步是计算M与N的按位XOR，这将是我们的答案。

下面是上述方法的实现：

C++

// C++ program to invert actual bits
// of a number.
#include 
  
using namespace std;
  
// Function to invert bits of a number
int invertBits(int n)
{
    // Calculate number of bits of N-1;
    int x = log2(n) ;
  
    int m = 1 << x;
  
    m = m | m - 1;
  
    n = n ^ m;
  
    return n;
}
  
// Driver code
int main()
{
    int n = 20;
  
    cout << invertBits(n);
  
    return 0;
}

Java

// Java program to invert 
// actual bits of a number. 
import java.util.*;
  
class GFG
{
// Function to invert 
// bits of a number 
static int invertBits(int n) 
{ 
    // Calculate number of bits of N-1; 
    int x = (int)(Math.log(n) / 
                  Math.log(2)) ; 
  
    int m = 1 << x; 
  
    m = m | m - 1; 
  
    n = n ^ m; 
  
    return n; 
} 
  
// Driver code 
public static void main(String[] args) 
{ 
    int n = 20; 
  
    System.out.print(invertBits(n)); 
}
} 
  
// This code is contributed by Smitha

Python3

# Python3 program to invert actual
# bits of a number.
import math
  
# Function to invert bits of a number
def invertBits(n):
      
    # Calculate number of bits of N-1
    x = int(math.log(n, 2))
  
    m = 1 << x
  
    m = m | m - 1
  
    n = n ^ m
  
    return n
  
# Driver code
n = 20
  
print(invertBits(n))
  
# This code is contributed 29AjayKumar

C#

// C# program to invert 
// actual bits of a number. 
using System;
  
  
   
public class GFG
{
// Function to invert 
// bits of a number 
static int invertBits(int n) 
{ 
    // Calculate number of bits of N-1; 
    int x = (int)(Math.Log(n) / 
                  Math.Log(2)) ; 
   
    int m = 1 << x; 
   
    m = m | m - 1; 
   
    n = n ^ m; 
   
    return n; 
} 
   
// Driver code 
public static void Main() 
{ 
    int n = 20; 
   
    Console.Write(invertBits(n)); 
}
} 
   
// This code is contributed by Subhadeep

输出：

11

时间复杂度：O(log ₂ n)
辅助空间：O(1)