力扣面试题 - 24 插入

题目:

给定两个整型数字 N 与 M,以及表示比特位置的 i 与 ji <= j,且从 0 位开始计算)。

编写一种方法,使 M 对应的二进制数字插入 N 对应的二进制数字的第 i ~ j 位区域,不足之处用 0 补齐。具体插入过程如图所示。

题目保证从 i 位到 j 位足以容纳 M, 例如: M = 10011,则 i~j 区域至少可容纳 5 位。

示例1:

 输入:N = 1024(10000000000), M = 19(10011), i = 2, j = 6
 输出:N = 1100(10001001100)

示例2:

 输入: N = 0, M = 31(11111), i = 0, j = 4
 输出:N = 31(11111)

思路:

  1. 清零目标区域:首先,将 N 的第 ij 位清零。

    1. 构造一个掩码,掩码的第 ij 位为0,其他位为1。

    2. 使用按位与操作(&)将目标区域清零。

  2. 将 M 左移到正确位置:M 左移 i 位,使其对齐到 N 的第 i 位。

  3. 将 N 和 M 合并:将处理后的 N 和处理后的 M 使用按位或操作(|),得到最终结果。

C代码如下:

int insertBits(int N, int M, int i, int j) {
    // 生成全1的掩码
    unsigned int allOnes = ~0U; 
    
    // 左侧掩码,掩码会清空第 i 到 j 位,左侧为1,右侧为0
    unsigned int leftMask = (j < 31) ? (allOnes << (j + 1)) : 0;
    // 右侧掩码,清空第 i 位到低位
    unsigned int rightMask = (1U << i) - 1;
    
    // 组合掩码,第 i 到 j 位为 0,其它为 1
    unsigned int clearMask = leftMask | rightMask; 
    
    // 清除 N 中的第 i 到 j 位
    N &= clearMask;
    
    // 将 M 左移到正确的位置
    M <<= i;
    
    // 将 M 插入 N 的相应位置
    return N | M;
}

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