Java 二进制补码0到1，1到0

我有一个数字，比如说4，用二进制表示为100，我想实现的是对这个数字进行补码，即用0替换1，用1替换0。我可以做到这一点

public class Foo {
    public static void main(String[] args) {
        String binaryString = Integer.toBinaryString(4);

        StringBuilder out = new StringBuilder();
        char[] chars = binaryString.toCharArray();
        char x;
        for (char ch : chars) {
            if (ch == '1') {
                x = '0';
            } else {
                x = '1';
            }
            out.append(x);
        }
        System.out.println(Integer.parseInt(out.toString(), 2));
    }
}

在时间复杂度方面，实现相同结果的最有效方法是什么？请注意，输入可以是非常大的数字，我们需要注意整数溢出

已更新 对像~n这样的数字求反会得到错误的结果，例如

System.out.println(~4); 
outputs -5 , expected 3 

---

您可以尝试使用位求反：

private int flipBits(int n) {
     return ~n;
}

---

您可以尝试使用位求反：

private int flipBits(int n) {
     return ~n;
}

在时间复杂度方面，实现相同结果的最有效方法是什么

假设

int

的大小固定为32，则时间复杂度为O（1）。但是，您的程序效率很低，因为它创建了一组字符串，进行字符串解析，等等

如果完全跳过到二进制的转换，并简单地反转数字，则可以更快地执行此操作，如下所示：

int val = 4;
int msb = int msb = 32 - Integer.numberOfLeadingZeros(val);
int inverse = ~val & ((1 << msb)-1);
System.out.println(inverse);

public static void main(String[] args) {
        String binaryString = Integer.toBinaryString(4);
        binaryString = binaryString.replaceAll("1", "-");
        binaryString = binaryString.replaceAll("0", "1");
        binaryString = binaryString.replaceAll("-", "0");

int val=4；
int msb=int msb=32-整数。前导零的数量（val）；
int逆=~val&（（1）
在时间复杂度方面，实现相同结果的最有效方法是什么

考虑到
int
的大小固定为32，时间复杂度为O（1）。但是，您的程序效率非常低，因为它会创建一组字符串，并进行字符串解析，等等

如果完全跳过到二进制的转换，并简单地反转数字，则可以更快地执行此操作，如下所示：

int val = 4;
int msb = int msb = 32 - Integer.numberOfLeadingZeros(val);
int inverse = ~val & ((1 << msb)-1);
System.out.println(inverse);

public static void main(String[] args) {
        String binaryString = Integer.toBinaryString(4);
        binaryString = binaryString.replaceAll("1", "-");
        binaryString = binaryString.replaceAll("0", "1");
        binaryString = binaryString.replaceAll("-", "0");

int val=4；
int msb=int msb=32-整数。前导零的数量（val）；
int inverse=~val&（1为什么不这样做：

int val = 4;
int msb = int msb = 32 - Integer.numberOfLeadingZeros(val);
int inverse = ~val & ((1 << msb)-1);
System.out.println(inverse);

public static void main(String[] args) {
        String binaryString = Integer.toBinaryString(4);
        binaryString = binaryString.replaceAll("1", "-");
        binaryString = binaryString.replaceAll("0", "1");
        binaryString = binaryString.replaceAll("-", "0");

只有3行代码要转换…
为什么不这样做：

int val = 4;
int msb = int msb = 32 - Integer.numberOfLeadingZeros(val);
int inverse = ~val & ((1 << msb)-1);
System.out.println(inverse);

public static void main(String[] args) {
        String binaryString = Integer.toBinaryString(4);
        binaryString = binaryString.replaceAll("1", "-");
        binaryString = binaryString.replaceAll("0", "1");
        binaryString = binaryString.replaceAll("-", "0");

只有3行代码可以转换…
BigInteger允许您使用任意长度。求反的方法是找到给定输入长度的最大值，并从中减去输入值

   //you might want to validate that the string really is a binary number string
    BigInteger myNum = new BigInteger(inputStr, 2);
    BigInteger max = new BigInteger("2");
    max = max.pow(inputStr.length()).subtract(new BigInteger("1"));
    BigInteger ans = max.substract(myNum);

BigInteger允许您使用任意长度的数字。求反的方法是找到给定输入长度的最大值，并从中减去输入值

   //you might want to validate that the string really is a binary number string
    BigInteger myNum = new BigInteger(inputStr, 2);
    BigInteger max = new BigInteger("2");
    max = max.pow(inputStr.length()).subtract(new BigInteger("1"));
    BigInteger ans = max.substract(myNum);

输入数字的宽度是多少？为什么
100
转到
011
而不是，比如说，
11111 011
？应该
10
转到
01
还是
101
？另外，如果输入太大而无法放入int，您是如何接收它们的？在stdin上的文本输入？以及如何使用位求反（
~
）？转换为字符串并使用.replaceAll（）@用户2357112，因为输入是数字4，用二进制100表示，我们需要对该数字求反。一般来说，输入可以是任何正数，我们需要对该数字求反。输入数字的宽度是多少？为什么
100
转到
011
，而不是说
11111 011
？应该
10
转到
01
或
101
？此外，如果输入太大而无法放入整数，您是如何接收它们的？在stdin上输入文本？使用位求反（
~
）怎么样？转换为字符串并使用。replaceAll（）@user2357112，因为输入是数字4，用二进制100表示，我们需要对该数字求反。一般来说，输入可以是任何正数，我们需要对该数字求反。请注意，这也会翻转符号位，导致-5而不是3。@WoodrowBarlow以及几乎所有其他编程语言中的该运算符它存在的年代，毫不奇怪here@WoodrowBarlow你是对的，OP需要一个正数。我添加了代码以关注原始值的MSB，并根据需要屏蔽结果。谢谢！@sol4me Yes，对于
long
，您将使用63的
MSB
，并将
L
添加到常量
1
（即
（1L它看起来像
msb=32-Integer.numberOfLeadingZeros（val）
？请注意，这也将翻转符号位，结果是-5而不是3。@WoodrowBarlow以及几乎所有其他编程语言中存在的该运算符，这并不奇怪here@WoodrowBarlow您是对的，OP需要一个正数。我添加了代码以注意原始值的MSB，并将结果屏蔽为required。谢谢！@sol4me是的，对于
long
，您将使用63的
msb
，并将
L
添加到常量
1
（即
（1L它看起来像
msb=32-整数。numberofleadingzero（val）
？请注意，这也会翻转符号位，结果是-5而不是3。这是我最初的尝试，但它也会还原符号位，例如System.out.println（~4）；//-5，预期3删除符号位很容易：只需按位和带有
整数的数字。MAX_VALUE
@fge你是说
~n&Integer.MAX_VALUE
？这似乎不起作用。@WoodrowBarlow不确定这里的运算符的优先级，但对于parens，
~（n&Integer.MAX_VALUE）
。请注意，这也会翻转符号位，结果是-5而不是3。这是我最初的尝试，但也会还原符号位，例如System.out.println（~4）；//-5，预期3删除符号位很容易：只需按位和带有
整数的数字。MAX_VALUE
@fge你是说
~n&Integer.MAX_VALUE
？这似乎不起作用。@WoodrowBarlow不确定这里的运算符的优先级，但对于parens，
~（n&Integer.MAX_VALUE）
.Three lines of code=执行了三次正则表达式搜索，这比简单循环慢得多。@Backslax+1你说到点子上了，这就是为什么我在我的原始帖子中没有使用replaceAll的原因。如果你想看到不同的三行代码=执行了三次正则表达式搜索，这比简单循环慢得多。@Backslax+1你说到点子上了，这就是为什么我在我的原始帖子中没有使用replaceAll的原因。如果你想看到区别的话，这只是一个小演示