この記事では、PHP で 32 ビット符號なし整數(shù)のすべてのビットを反転する方法について詳しく説明します。 32 ビットのバイナリ表現(xiàn)を保証する sprintf 関數(shù)、ビット 反転を?qū)g行する strtr 関數(shù)、および結(jié)果を 10 進(jìn)數(shù)に戻す bindingc 関數(shù)を組み合わせることで、ビット操作を処理するときに正しい 32 ビット コンテキストが確実に維持される、効率的でわかりやすいソリューションが提供されます。

32 ビット符號なし整數(shù)のビット反転の必要性を理解する

一部のプログラミング シナリオでは、指定された整數(shù)のバイナリ表現(xiàn)に対してビット操作を?qū)g行する必要があります。具體的には、32 ビットの符號なし整數(shù)のすべてのビットを反転する (つまり、すべての 0 を 1 に、すべての 1 を 0 に変更する) ように要求されたときに直面する課題は、この 32 ビットのコンテキストが PHP で正しく処理されることを確認(rèn)する方法です。 PHP の整數(shù)型は一般にプラットフォーム固有であり、32 ビットまたは 64 ビットに固定されていない場合があり、バイナリ文字列に変換される場合、デフォルトでは特定の桁數(shù)にパディングするための先頭のゼロは含まれません。したがって、整數(shù)を 32 ビットのバイナリ文字列として明示的に表現(xiàn)し、反転を?qū)g行して、結(jié)果を 10 進(jìn)數(shù)に変換し直す方法が必要です。

たとえば、10 進(jìn)數(shù) 1 の 32 ビット符號なし 2 進(jìn)表現(xiàn)は 000000000000000000000000000000001 です。すべてのビットを反転すると、11111111111111111111111111111110 が得られます。これは次のようになります。 10進(jìn)數(shù)で4294967294。

32 ビット符號なし整數(shù)のビット反転を?qū)g裝する PHP メソッド

次の PHP 関數(shù)は、このタスクを達(dá)成するための簡潔かつ効率的な方法を提供します。

 <?php 関數(shù)flippingBits($n) {
    // 1. 10 進(jìn)數(shù)を 32 ビットのバイナリ文字列に変換します。 32 ビット未満の場合は、0 で埋めます $binary = sprintf(&#39; 2b&#39;, $n);

    // 2. バイナリ文字列のすべてのビットを反転します (0 が 1 になり、1 が 0 になります)
    $flipped = strtr($binary, &#39;01&#39;, &#39;10&#39;); // ビット反転には文字列置換を使用します // 3. 反転されたバイナリ文字列を 10 進(jìn)數(shù)の符號なし整數(shù)に変換して戻します return binding($flipped);
}

?>

詳しい手順の説明

1. sprintf(' 2b', $n): 32 ビットのバイナリ表現(xiàn)を保証します

   • sprintf 関數(shù)は文字列のフォーマットに使用されます。
   • %b 書式指定子は、パラメータ $n をバイナリ文字列として書式設(shè)定することを意味します。
   • 2b の 0 はパディング文字で、0 で埋めることを意味します。 32 は幅指定子で、出力バイナリ文字列の長さが 32 ビットである必要があることを示します。 $n のバイナリ表現(xiàn)が 32 ビット未満の場合、sprintf は先頭に 0 を埋め込みます。
   • このステップは、1 のような小さな數(shù)値でも完全な 32 ビット整數(shù)として処理して演算できるようにするため、桁不足による誤った反転を回避するため、非常に重要です。

2. strtr($binary, '01', '10'): ビット反転を?qū)g行します。

   • strtr関數(shù)は文字の置換に使用されます。
   • 元の文字列、置換される文字のリスト、置換される文字のリストの 3 つのパラメータを受け入れます。
   • ここでは、$binary 文字列內(nèi)のすべての「0」が「1」に置き換えられ、すべての「1」が「0」に置き換えられます。
   • これにより、バイナリ ビットのビットごとの反転が実裝されます。

3. bindec($flipped): 10 進(jìn)整數(shù)に変換し直します

   • bindec 関數(shù)は、バイナリ文字列を同等の 10 進(jìn)數(shù)値に変換するために使用されます。
   • 反転されたバイナリ文字列 $flipped を引數(shù)として受け取り、対応する 10 進(jìn)整數(shù)値を返します。

例と検証

質(zhì)問に示されている例を使用して、この関數(shù)を検証してみましょう。

 <?php // 例: 10 進(jìn)數(shù) 1 のビットを反転 $input = 1;
$result = フリッピングビッツ($input);

echo "元の入力 (10 進(jìn)數(shù)): " . $input 。 "\n";
echo "元の入力 (32 ビット バイナリ): " . sprintf(&#39; 2b&#39;, $input) 。 "\n";
echo "反転後 (32 ビット バイナリ): " . strtr(sprintf(&#39; 2b&#39;, $input), &#39;01&#39;, &#39;10&#39;) 。 "\n";
echo "反転後(10進(jìn)數(shù)): " . $結(jié)果 。 "\n";

// 期待される出力:
// 生の入力 (10 進(jìn)數(shù)): 1
// 生の入力 (32 ビット バイナリ): 000000000000000000000000000000001
// 反転後 (32 ビット バイナリ): 111111111111111111111111111111110
// 反転後 (10 進(jìn)數(shù)): 4294967294

?>

上記のコードを?qū)g行すると、期待どおりの結(jié)果が得られます。これは、提供されたメソッドが 32 ビット符號なし整數(shù)のすべてのビットを正確に反転し、正しい 10 進(jìn)數(shù)値を返すことができることを示しています。

注意事項(xiàng)と概要

• PHP 整數(shù)サイズ制限:このメソッドは文字列操作を通じて 32 ビット コンテキストを保証しますが、最終的なバインデック結(jié)果は依然として PHP の內(nèi)部整數(shù)サイズによって制限されます。 64 ビット システムでは、PHP 整數(shù)は非常に大きな値を表すことが多いため、4294967294 (2^32 - 2) は正しく処理されます。ただし、32 ビット システムでは、結(jié)果が PHP 整數(shù)の最大値 (通常は 2^31 - 1) を超えると、オーバーフローが発生したり、浮動小數(shù)點(diǎn)數(shù)に自動的に変換されたりする可能性があります。ただし、32 ビット符號なし整數(shù)の反転の場合、最大結(jié)果は 2^32-1 を超えることはなく、最新の 64 ビット PHP 環(huán)境では一般に問題になりません。
• ビット演算の代替:より複雑なビット演算のために、PHP はネイティブ ビット演算子 (~ ビットごとの否定、& ビットごとの AND、| ビットごとの OR、^ ビットごとの XOR、> 右シフトなど) も提供します。ただし、ビット単位の否定に ~ 演算子を直接使用する場合、PHP は內(nèi)部の整數(shù)表現(xiàn)に基づいて動作し、特に先頭のゼロと符號ビットを処理する場合、32 ビットの符號なしセマンティクスに厳密に準(zhǔn)拠しない可能性があります。このチュートリアルの文字列操作メソッドは、ビット數(shù)と符號なしセマンティクスの正確な制御が必要な場合に、より信頼性が高くなります。

上記の方法を使用すると、32 ビット符號なし整數(shù)のビット反転が PHP で正確に実裝されることを保証できます。これは、特定のプロトコル、ハッシュ アルゴリズム、または低レベルのデータ表現(xiàn)を扱うようなシナリオに非常に役立ちます。

以上がPHP での 32 ビット符號なし整數(shù)のビット反転演算の詳細(xì)內(nèi)容です。詳細(xì)については、PHP 中國語 Web サイトの他の関連記事を參照してください。