给定两个整数 a 和 b,我们如何检查 b 是 a 的旋转版本?
例如,如果我有a = 0x01020304
(二进制0000 0001 0000 0010 0000 0011 0000 0100
),那么以下 b 值是正确的:
- ...
0x4080C1
(右旋2)0x810182
(右旋1)0x2040608
(左旋1)0x4080C10
(左旋2)- ...
给定两个整数 a 和 b,我们如何检查 b 是 a 的旋转版本?
例如,如果我有a = 0x01020304
(二进制0000 0001 0000 0010 0000 0011 0000 0100
),那么以下 b 值是正确的:
0x4080C1
(右旋2)0x810182
(右旋1)0x2040608
(左旋1)0x4080C10
(左旋2)对于 n 位数,您可以使用KMP 算法在复杂度 O(n) 的 a 的两个副本中搜索 b。
在 C++ 中,没有字符串转换并假设 32 位 int:
void test(unsigned a, unsigned b)
{
unsigned long long aa = a | ((unsigned long long)a<<32);
while(aa>=b)
{
if (unsigned(aa) == b) return true;
aa>>=1;
}
return false;
}
我认为您必须循环执行(c ++):
// rotate function
inline int rot(int x, int rot) {
return (x >> rot) | (x << sizeof(int)*8 - rot));
}
int a = 0x01020304;
int b = 0x4080C1;
bool result = false;
for( int i=0; i < sizeof(int)*8 && !result; i++) if(a == rot(b,i)) result = true;
在一般情况下(假设任意长度的整数),组成每个旋转的简单解决方案是 O(n^2)。
但是你实际上在做的是一种相关性。您可以通过使用 FFT 通过频域在 O(n log n) 时间内进行相关性。
不过,这对长度为 32 的整数没有多大帮助。
通过在此处导出答案,以下方法(用 C# 编写,但在 Java 中应类似)将进行检查:
public static int checkBitRotation(int a, int b) {
string strA = Convert.ToString(a, 2).PadLeft(32, '0');
string strB = Convert.ToString(b, 2).PadLeft(32, '0');
return (strA + strA).IndexOf(strB);
}
如果返回值为 -1,则 b 不是 a 的旋转版本。否则,b 是 a 的旋转版本。
如果a
orb
是一个常数(或循环常数),您可以预先计算所有旋转并对它们进行排序,然后使用不是常数的一个作为键进行二分搜索。那是更少的步骤,但在实践中步骤更慢(二进制搜索通常使用预测错误的分支来实现),所以它可能不会更好。
如果它真的是一个常数,而不是一个循环常数,还有一些技巧:
a
是 0 或 -1,它是微不足道的a
只设置了 1 位,您可以像这样进行测试b != 0 && (b & (b - 1)) == 0
a
设置了 2 位,您可以像这样进行测试ror(b, tzcnt(b)) == ror(a, tzcnt(a))
如果a
只有一组连续的设置位,您可以使用
int x = ror(b, tzcnt(b));
int y = ror(x, tzcnt(~x));
const int a1 = ror(a, tzcnt(a)); // probably won't compile
const int a2 = ror(a1, tzcnt(~a1)); // but you get the idea
return y == a2;
a
是相同的,您可以使用它来跳过某些旋转而不是全部测试,例如,如果a == 0xAAAAAAAA
,测试可以是b == a || (b << 1) == a
popcnt
测试。当然,正如我在开始时所说,这都不适用 whena
和b
are both variables。
我会使用Integer.rotateLeft
或rotateRight
功能
static boolean isRotation(int a, int b) {
for(int i = 0; i < 32; i++) {
if (Integer.rotateLeft(a, i) == b) {
return true;
}
}
return false;
}