Java实现32位整数位反转代码不符测试用例，求排查

我在解决Java中32位整数的位反转问题时，写了如下代码，但运行结果和测试用例不符：

public class Solution {
    public static long reverseBits(long n) {
        int f=31;
        int l=0;
        int rev=0;
        while(f>l){
             if((n&(1<<f))!=0){
               rev=rev|(1<<l);
             }
             if((n&(1<<l))!=0){
               rev=rev|(1<<f);
             }
             f--;
             l++;
        }
           return rev;
    }
}

测试用例输入为43261596（二进制对应00000010100101000001111010011100），期望输出为964176192（二进制对应00111001011110000010100101000000），但当前代码输出不符合预期。

问题分析 #

1. 类型溢出：rev被定义为int类型，当反转后的结果最高位为1时，int会因符号位规则变成负数，转为long返回时会保留负号，与无符号32位整数的预期结果不符。
2. 移位符号扩展错误：1<<f中的1是int类型，当f=31时，左移31位会得到Integer.MIN_VALUE（-2147483648），与long类型的n做与运算时，该int值会被符号扩展为高32位全1的long值，导致与运算结果错误。
3. 未过滤高32位：输入参数n是long类型，可能包含高32位的无效数据，未做过滤会影响位运算结果。

修正后的代码 #

方案一：逐位处理（更直观）

public class Solution {
    public static long reverseBits(long n) {
        // 仅保留低32位，确保处理的是32位整数
        n = n & 0xFFFFFFFFL;
        long rev = 0;
        for (int i = 0; i < 32; i++) {
            // 取出n的第i位，放到rev的第(31-i)位
            rev |= ((n >> i) & 1) << (31 - i);
        }
        // 返回无符号32位反转结果
        return rev;
    }
}

方案二：基于原交换思路修正

public class Solution {
    public static long reverseBits(long n) {
        // 过滤高32位
        n = n & 0xFFFFFFFFL;
        int f = 31;
        int l = 0;
        long rev = 0;
        while (f > l) {
            // 使用1L确保移位操作是long类型，避免符号扩展
            if ((n & (1L << f)) != 0) {
                rev |= (1L << l);
            }
            if ((n & (1L << l)) != 0) {
                rev |= (1L << f);
            }
            f--;
            l++;
        }
        return rev;
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lakshya Gupta