如何交换位掩码中从右往左数第1位与第2位的比特位？

先结合你的输入输出明确：这里的「从右往左数第1位」对应二进制的2¹位（即右数第2个比特，0-based编号为1），「第2位」对应2²位（右数第3个比特，0-based编号为2）。

问题示例 #

简化实现思路 #

你已经找对了提取目标比特的方向，但步骤可以大幅简化。核心逻辑是：提取两个目标比特并交换位置，清零原数的这两位，最后将移位后的比特与清零后的原数合并。

通用实现步骤 #

1. 提取并交换比特位置：
   • 提取右数第1位（2¹位）：num & 0b0010，左移1位放到2²位的位置：(num & 0b0010) << 1
   • 提取右数第2位（2²位）：num & 0b0100，右移1位放到2¹位的位置：(num & 0b0100) >> 1
2. 清零原数的目标位：用掩码~0b0110（保留除2¹、2²位外的所有位）与原数按位与：num & ~0b0110
3. 合并结果：将清零后的数和移位后的两个比特按位或，得到最终结果。

代码示例（以Python为例） #

def swap_bits(num):
    # 提取右数第1位并移到2^2位
    bit1 = (num & 0b0010) << 1
    # 提取右数第2位并移到2^1位
    bit2 = (num & 0b0100) >> 1
    # 清零原数的两个目标比特位
    cleared_num = num & ~0b0110
    # 合并得到结果
    return cleared_num | bit1 | bit2

测试示例：

• 输入0b1010（十进制10）：结果为0b1100，符合输出
• 输入0b1110（十进制14）：结果为0b1110，符合输出
• 输入0b0101（十进制5）：结果为0b0011，符合输出

更高效的技巧 #

如果两个目标比特值不同，直接对这两位异或0b0110就能完成交换（01和10异或11后会互相转换）；如果值相同，异或后结果不变。可以用一行代码实现：

def swap_bits(num):
    # 两位不同则翻转，相同则返回原数
    return num ^ 0b0110 if ((num >> 1) & 1) != ((num >> 2) & 1) else num

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Daniela Morais