عرض مصدر Algorithms/swap bits

<noinclude>{{DISPLAYTITLE:تبديل البتات في عدد معين }}</noinclude>
تبدّل هذه الخوارزمية بين موقعين (من الجانب الأيمن) في التمثيل البياني للعدد المعطى بشرط عدم حصول تداخل بين مجموعتي البتات، ثم تعيد النتيجة.

'''مثال:'''<br />
المدخلات:

<source lang="text">x = 47 (00101111)
p1 = 1 (البدء من البت الثاني من جهة اليمين)
p2 = 5 (البدء من البت السادس من جهة اليمين)
n = 3 (عدد البتات التي سيجري تبديلها)
المخرجات:
227 (11100011)</source>
جرى تبديل ثلاثة بتات بدءًا من البت الثاني (من جهة اليمين) مع ثلاثة بتات بدءًا من البت السادس (من جهة اليمين).

'''مثال:'''

<source lang="text">المدخلات:
x = 28 (11100)
p1 = 0 (البدء من البت الأول من جهة اليمين)
p2 = 3 (البدء من البت الرابع من جهة اليمين)
n = 2 (عدد البتات التي سيجري تبديلها)
المخرجات:
7 (00111)</source>
== خطوات الخوارزمية ==

المطلوب هو التبديل بين مجموعتين من البتات؛ لذا يمكن استخدام العامل <code>XOR</code> بنفس الطريقة التي يستخدم فيها هذا العامل للتبديل بين رقمين.

تتبع الخوارزمية الخطوات التالية:

# تحريك جميع البتات في المجموعة الأولى إلى أقصى اليمين

<source lang="text">set1 = (x >> p1) &((1U << n) - 1)</source>
يعطي التعبير <code>‎(1U << n) - 1</code> عددًا يحتوي على آخر <code>n</code> من البتات المعينة وتكون بقية البتات أصفارًا. يستخدم العامل <code>&</code> في هذا التعبير لتحويل بقية البتات إلى أصفار.

# تحريك جميع البتات في المجموعة الثانية إلى أقصى اليمين

<source lang="text">set2 =  (x >> p2) & ((1U << n) - 1)</source>
# استخدام العامل <code>XOR</code> مع مجموعتي البتات

<source lang="text">xor = (set1 ^ set2) </source>
# إرجاع البتات الناتجة من الخطوة السابقة إلى مواقعها الأصلية

<source lang="text">xor = (xor << p1) | (xor << p2)</source>
# استخدام العامل <code>XOR</code> مع مجموعة البتات الناتجة من الخطوة 4 والعدد الأصلي ليجري التبديل بين المجموعتين.

<source lang="text">result = x ^ xor</source>
== تنفيذ الخوارزمية ==

تعرض الأمثلة التالية طريقة تنفيذ الخوارزمية في عدد من لغات البرمجة:

* C++‎:

<source lang="c++">#include <bits/stdc++.h> 
using namespace std; 

int swapBits(unsigned int x, unsigned int p1, 
			unsigned int p2, unsigned int n) 
{ 
	/* تحريك جميع البتات في المجموعة الأولى إلى أقصى اليمين */
	unsigned int set1 = (x >> p1) & ((1U << n) - 1); 

	/* تحريك جميع البتات في المجموعة الثانية إلى أقصى اليمين */
	unsigned int set2 = (x >> p2) & ((1U << n) - 1); 

	/* استخدام العامل XOR مع مجموعتي البتات */
	unsigned int Xor = (set1 ^ set2); 

	/* إرجاع البتات الناتجة من الخطوة السابقة إلى مواقعها الأصلية */
	Xor = (Xor << p1) | (Xor << p2); 

	/* استخدام العامل `XOR` مع مجموعة البتات الناتجة من الخطوة 4 والعدد الأصلي ليجري التبديل بين المجموعتين */
	unsigned int result = x ^ Xor; 

	return result; 
} 

/* اختبار الدالة السابقة */
int main() 
{ 
	int res = swapBits(28, 0, 3, 2); 
	cout << "Result = " << res; 
	return 0; 
} </source>
* بايثون:

<source lang="python">def swapBits(x,p1,p2,n): 

	# تحريك جميع البتات في المجموعة الأولى إلى أقصى اليمين 
	set1 = (x >> p1) & ((1<< n) - 1) 

	# تحريك جميع البتات في المجموعة الثانية إلى أقصى اليمين 
	set2 = (x >> p2) & ((1 << n) - 1) 

	# استخدام العامل XOR مع مجموعتي البتات
	xor = (set1 ^ set2) 

	# إرجاع البتات الناتجة من الخطوة السابقة إلى مواقعها الأصلية
	xor = (xor << p1) | (xor << p2) 

	# استخدام العامل `XOR` مع مجموعة البتات الناتجة من الخطوة 4 والعدد الأصلي ليجري التبديل بين المجموعتين
	result = x ^ xor 

	return result 
	
# اختبار الدالة السابقة

res =swapBits(28, 0, 3, 2) 
print("Result =",res) </source>
* جافا:

<source lang="java">class GFG { 
	
	static int swapBits(int x, int p1, int p2, int n) 
	{ 
		// تحريك جميع البتات في المجموعة الأولى إلى أقصى اليمين
		int set1 = (x >> p1) & ((1 << n) - 1); 
	
		// تحريك جميع البتات في المجموعة الثانية إلى أقصى اليمين
		int set2 = (x >> p2) & ((1 << n) - 1); 
	
		// استخدام العامل XOR مع مجموعتي البتات
		int xor = (set1 ^ set2); 
	
		// إرجاع البتات الناتجة من الخطوة السابقة إلى مواقعها الأصلية
		xor = (xor << p1) | (xor << p2); 
	
		// استخدام العامل `XOR` مع مجموعة البتات الناتجة من الخطوة 4 والعدد الأصلي ليجري التبديل بين المجموعتين 
		int result = x ^ xor; 
	
		return result; 
	} 
	
	// اختبار التابع السابق
	public static void main(String[] args) 
	{ 
		int res = swapBits(28, 0, 3, 2); 
		System.out.println("Result = " + res); 
	} 
} </source>
== مصادر ==

* صفحة [https://www.geeksforgeeks.org/swap-bits-in-a-given-number/ Swap bits in a given number] في توثيق الخوارزميات في موقع GeeksforGeeks.

[[تصنيف: الخوارزميات]]
[[تصنيف: خوارزميات الأعداد الثنائية]]