交换所有奇数和偶数位

在程序设计中，有时需要对数字的奇偶位进行交换。例如，将 1234 转换为 2143。

本文将介绍两种常见的实现方式。

方法一：按位分离

第一种实现方式是先将数字按位分离，然后将奇数位和偶数位分别存储到两个不同的数组中，最后再将两个数组进行合并即可。下面是代码实现：

def swap_odd_even_bits(num):
    odds = []
    evens = []
    for i in range(32):
        bit = (num >> i) & 1
        if i % 2 == 0:
            evens.append(bit)
        else:
            odds.append(bit)
    swapped_num = 0
    for i in range(len(odds)):
        swapped_num |= odds[i] << (2 * i + 1)
    for i in range(len(evens)):
        swapped_num |= evens[i] << (2 * i)
    return swapped_num

接下来我们对这段代码逐行进行分析。

首先定义了一个名为 swap_odd_even_bits 的函数，该函数接受一个整数参数 num，并返回交换了奇偶位后的结果。

接着定义了两个空数组 odds 和 evens，用于存储数字的奇数位和偶数位。

接下来使用一个循环遍历整数 num 的各个位，将每个位的值存储到相应的数组中。具体来说，如果当前位是偶数位，则将其值存储到 evens 数组中；否则将其值存储到 odds 数组中。

然后定义一个变量 swapped_num，用于存储交换后的结果。在接下来的两个循环中，我们将 odds 数组和 evens 数组中的值重新组合成一个整数。具体来说，对于 odds 数组中的第 i 个元素，我们将其左移 2*i+1 位然后与 swapped_num 进行按位或运算；对于 evens 数组中的第 i 个元素，我们将其左移 2*i 位然后与 swapped_num 进行按位或运算。

最后返回交换后的结果即可。

方法二：位运算

第二种实现方式则更加简洁，它利用了位运算的特性。下面是代码实现：

def swap_odd_even_bits(num):
    return ((num & 0xaaaaaaaa) >> 1) | ((num & 0x55555555) << 1)

同样，我们对这段代码进行逐行解析。

首先，我们定义了一个名为 swap_odd_even_bits 的函数，该函数接受一个整数参数 num，并返回交换了奇偶位后的结果。

接着，我们使用两个按位与运算符合并了奇数位和偶数位。具体来说，0xaaaaaaaa 代表奇数位都是 1，偶数位都是 0 的二进制数，而 0x55555555 则是奇数位都是 0，偶数位都是 1 的二进制数。因此，num & 0xaaaaaaaa 就得到了 num 的奇数位，而 num & 0x55555555 则得到了 num 的偶数位。

接着，我们将得到的奇数位右移一位，将得到的偶数位左移一位，然后将它们按位或运算即可。

最后返回交换后的结果即可。

结语

以上就是两种不同的实现方式，它们都可以用于将数字的奇偶位进行交换。具体选用哪一种实现方式取决于具体的需求和实现方式的效率。

希望本文对你有所帮助，谢谢阅读！