python - 在Python中反转数字的（二进制）数字的巧妙方法？

Question

我正在寻找一个巧妙的函数来反转数字的二进制表示的数字。

如果f有这样的功能我会有

int(reversed(s),2) == f(int(s,2))只要 s 是一串以 1 开头的 0 和 1。

现在我正在使用lambda x: int(''.join(reversed(bin(x)[2:])),2)

就简洁而言，这是可以的，但这似乎是一种非常迂回的方式。

我想知道按位运算符是否有更好（也许更快）的方法，还有什么。

Answer 1

怎么样

int('{0:b}'.format(n)[::-1], 2)

或者

int(bin(n)[:1:-1], 2)

---

第二种方法似乎是两者中更快的方法，但是两者都比您当前的方法快得多：

import timeit

print timeit.timeit("int('{0:b}'.format(n)[::-1], 2)", 'n = 123456')

print timeit.timeit("int(bin(n)[:1:-1], 2)", 'n = 123456')

print timeit.timeit("int(''.join(reversed(bin(n)[2:])),2)", 'n = 123456')

1.13251614571
0.710681915283
2.23476600647

Answer 2

您可以使用这样的移位运算符来做到这一点：

def revbits(x):
    rev = 0
    while x:
        rev <<= 1
        rev += x & 1
        x >>= 1
    return rev

不过，它似乎并不比你的方法快（事实上，对我来说稍微慢了一点）。

Answer 3

我认为您当前的方法非常好，但是您可能会失去list()通话，因为str.join()将接受任何可迭代的：

def binary_reverse(num):
    return int(''.join(reversed(bin(num)[2:])), 2)

它还建议不要使用lambda除了最简单的函数之外的任何东西，它只会使用一次，并通过内联使周围的代码更清晰。

我觉得这很好的原因是它描述了你想要做什么——取一个数字的二进制表示，反转它，然后再次得到一个数字。这使得这段代码非常可读，这应该是一个优先事项。

Answer 4

这是我的建议：

In [83]: int(''.join(bin(x)[:1:-1]), 2)
Out[83]: 9987

相同的方法，稍微简化。

Answer 5

Hacker's Delight有一个完整的半章专门讨论这个问题（第 7-1 节：反转位和字节），使用二进制操作、位移和其他好东西。似乎这些在 Python 中都是可能的，它应该比二进制到字符串和反向方法快得多。

这本书不公开，但我发现这篇博客文章讨论了其中的一些内容。博客文章中显示的方法遵循书中的以下引用：

通过交换相邻的单个位，然后交换相邻的 2 位字段等，可以非常有效地完成位反转，如下所示。这五个赋值语句可以按任意顺序执行。

http://blog.sacaluta.com/2011/02/hackers-delight-reversing-bits.html

Answer 6

>>> def bit_rev(n):
...     return int(bin(n)[:1:-1], 2)
...
>>> bit_rev(2)
1
>>>bit_rev(10)
5

Answer 7

如果您想根据特定数量的位（即 1 = 2b'00000001）反转二进制值怎么办？在这种情况下，反向值将是 2b'10000000 或 128（十进制）分别为 0x80（十六进制）。

def binary_reverse(num, bit_length):
    # Convert to binary and pad with 0s on the left
    bin_val = bin(num)[2:].zfill(bit_length)
    return int(''.join(reversed(bin_val)), 2)
    # Or, alternatively:
    # return int(bin_val[::-1], 2)