LeetCode로 배우는 알고리즘: 리버스 비트 문제 해결 전략

LeetCode로 배우는 알고리즘: Reverse Bits 문제 해결 전략

리버스 비트(Reverse Bits)는 LeetCode에서 제공하는 비트 조작을 위한 흥미로운 문제 중 하나입니다. 이 문제는 매우 간단한 설명과 함께, 32비트 부호 없는 정수의 비트를 역방향으로 뒤집는 것을 요구합니다. 이 글에서는 Reverse Bits 문제를 해결하는 방법과 그 내부 작동 원리를 자세히 알아보겠습니다.

문제 설명 및 예제

Reverse Bits 문제에서는 32비트 부호 없는 정수를 입력으로 받아 비트를 역방향으로 뒤집은 결과를 반환해야 합니다. 예를 들어:

• 입력: n = 00000010100101000001111010011100
• 출력: 964176192 (00111001011110000010100101000000)

이 예제에서 입력된 이진 문자열은 부호 없는 정수 43261596을, 출력된 문자열은 964176192를 나타냅니다.

다른 예제도 살펴보면:

• 입력: n = 11111111111111111111111111111101
• 출력: 3221225471 (10111111111111111111111111111111)

해당 입력에서 이진 문자열은 부호 없는 정수 4294967293을, 결과 값은 3221225471을 나타냅니다.

구현 전략 및 풀이 방법

문제를 해결하기 위해 각 자리의 비트를 어떻게 이동할 것인지에 대해 깊게 생각해야 합니다. 다음은 문제를 해결하기 위한 접근 방식입니다.

위치 계산

32비트 정수는 각 비트가 고유의 위치를 가집니다. 이 위치를 추적하여 각 비트를 역방향으로 이동시킵니다. 예를 들어, 0번째 자리는 31번째로, 1번째 자리는 30번째로 이동합니다.

비트 조작

비트 조작을 효율적으로 수행하기 위해서는 각 비트를 개별적으로 다뤄야 합니다. 코드 구현의 기본 아이디어는 다음과 같습니다.

1. 비트 추출 및 이동: 오른쪽 시프트 연산자를 사용하여 각 비트를 추출하고, 추출한 비트를 필요한 위치로 왼쪽 시프트합니다.

2. 비트 합산: 결과 변수에 이동된 비트를 계속 더해 주어, 최종 결과를 구성합니다.

다음은 TypeScript를 사용한 구현 예제입니다.

function reverseBits(n: number): number {
  let result = 0;
  for (let i = 0; i < 32; i++) {
    let bit = (n >>> i) & 1;
    let position = 31 - i;
    result += (bit << position);
  }
  return result >>> 0; // 32비트 결과 반환
}

시간 및 공간 복잡도 분석

이 알고리즘은 32번의 반복문을 수행하며, 상수 시간 동안 각 비트를 추출하고 이동하고 결과에 합산합니다. 따라서, 시간 및 공간 복잡도는 O(1)으로 간주할 수 있습니다.

결론

Reverse Bits 문제는 비트 조작에 대한 깊은 이해와 효율적인 알고리즘 설계를 필요로 합니다. 위에서 소개한 방법을 통해 32비트 정수의 비트를 빠르게 역방향으로 뒤집을 수 있으며, 이는 비트 기반 알고리즘을 배울 때 매우 유용한 예제가 될 것입니다.

추가 참고 자료

• 리버스 비트 알고리즘 추가 자료
• 비트 조작 기초 강의
• LeetCode 문제 풀기 가이드

위 링크들은 관련 주제를 더 깊이 이해하는 데 큰 도움이 될 것입니다. Happy coding!