使用位运算符 JAVA 交换 int[][] 数组中每个 row/col 的顶部和底部 2 位

Question

我需要获取一些数组并将每个 [row][col] 的底部 2 位与顶部 2 位交换，我很迷茫。我在这里用这段代码找到了一个类似的线程：

for (int row = 0; row < height; row++) {
    for (int col = 0; col < width; col++) {

        int pic = image[row][col];
        int top  = (pic & 0b11110000) >> 2;
        int bottom = (pic & 0b00001111) << 2;
        pic = top | bottom;
        image[row][col] = pic;
    }
}

它似乎几乎可以工作，但不太正确。另外，我根本不理解这部分：0b00001111。

我发现代码 here，该线程似乎与我正在处理的问题完全相同....就像包括其他代码一样。我得到的指示是：

"调用 swap 恢复图像，其中每个像素都通过交换底部 2 位和顶部 2 位进行了扰乱。为此，您的代码需要执行相同的交换以恢复图像。注意：一个像素（Picture.MAXVAL）的最大值为 255，因此每个像素只有 8 位有效。这些是编号位 0-7，其中位 0 等于 1，位 7 等于 128。不允许有负值。"

Answer 1

我认为这就是您想要的，看来您混淆了位和字节。一个整数是4个字节，也就是32位。

for (int row = 0; row < height; row++) {
    for (int col = 0; col < width; col++) {
        int mask = 0b11111111_11111111_00000000_00000000;

        int pic = image[row][col];
        int top  = (pic & mask ) >> 16;
        int bottom = (pic & ~mask) << 16;
        pic = top | bottom;
        image[row][col] = pic;
    }
}

如果你真的想交换顶部和底部的 2 位

for (int row = 0; row < height; row++) {
    for (int col = 0; col < width; col++) {
        int maskTop = 0b11000000_00000000_00000000_00000000;
        int maskBottom = 0b00000000_00000000_00000000_00000011;
        int pic = image[row][col];
        int top  = (pic & maskTop) >> 30;
        int bottom = (pic & maskBottom) << 30;
        pic = top | bottom | (image[row][col]&~(maskTop+maskBottom));
        image[row][col] = pic;
    }
}

我还没有测试过这两个，但它们看起来不错。

Answer 2

既然 Robadob 已经回答了，我再给大家整理一下问题：

在Java中，您可以将数字写在：

十进制方式（int x = 26 => 十进制 26），
十六进制方式(int x = 0x1A => 十进制26),
二进制方式（int x = 0b11010 => 十进制 26）

像您的示例中那样操作位和字节时，有时使用 0b... 表示法为按位操作编写位掩码非常有用。再次查看 Robadob 的回答。

当他这样做时：int top = (pic & mask ) >> 16; 这意味着他取了 pic 整数的所有位并做了位和 (&).然后他将它们向右移动了 16 个位置（int 有 32 个位）。所以前 16 位全部设置为 0，后 16 位设置为 1 或 0（取决于之前的内容）。他对底部做了相反的操作，然后他对这两个数字做了 按位或 （他将顶部和底部组合在一起）。

编辑：经过所有的评论和沟通，这里有一个可行的解决方案：

for (int row = 0; row < height; row++) {
    for (int col = 0; col < width; col++) {

        byte maskTop = 0b11000000;
        byte maskBottom = 0b00000011;

        byte pic = image[row][col];
        byte top  = (pic & maskTop) >> 6;
        byte bottom = (pic & maskBottom) << 6;
        pic = top | bottom | (image[row][col] & ~(maskTop+maskBottom));
        image[row][col] = pic;
    }
}

使用位运算符 JAVA 交换 int[][] 数组中每个 row/col 的顶部和底部 2 位

Swap top and bottom 2 bits for each row/col in an int[][] Array using bit operators JAVA

java

bitwise-operators

multidimensional-array