swift - 为什么我不能在 Swift 中使用位操作得到负数？

Question

这是一道 LeetCode 题。我在那个问题的不同版本中写了 4 个答案。当我尝试使用“位操作”时，出现错误。由于 LeetCode 中没有人可以回答我的问题，而且我找不到任何关于此的 Swift 文档。我想我会试着在这里问。

问题是获取给定数组中的多数元素 (>n/2)。以下代码适用于其他语言，例如 Java，因此我认为这可能是 Swift 中的一个一般性问题。

func majorityElement(nums: [Int]) -> Int {
    var bit = Array(count: 32, repeatedValue: 0)
    for num in nums {
        for i in 0..<32 {
            if (num>>(31-i) & 1) == 1 {
                bit[i] += 1
            }
        }
    }
    var ret = 0
    for i in 0..<32 {
        bit[i] = bit[i]>nums.count/2 ? 1 : 0
        ret += bit[i] * (1<<(31-i))
    }
    return ret
}

当输入为[-2147483648]时，输出为2147483648。但在Java中，它可以成功输出正确的负数。

Swift 文档说:

Even on 32-bit platforms, Int can store any value between -2,147,483,648 and 2,147,483,647, and is large enough for many integer ranges.

嗯，它是2,147,483,647，输入比那个数字大1。当我在 Playground 上运行 pow(2.0, 31.0) 时，它显示 2147483648。我很困惑。我的代码有什么问题，或者我错过了关于 Swift Int 的什么？

Answer 1

Java int 是一个 32 位整数。 Swift Int 是 32 位或 64 位取决于平台。特别是，它在所有 OS X 上都是 64 位的支持 Swift 的平台。

您的代码只处理给定整数的低 32 位，因此

-2147483648 = 0xffffffff80000000

成为

2147483648 = 0x0000000080000000

所以解决这个问题，你可以改变函数以32位整数作为参数:

func majorityElement(nums: [Int32]) -> Int32 { ... }

或者通过计算实际大小并使用它代替常量 32:

func majorityElement(nums: [Int]) -> Int {
    let numBits = sizeof(Int) * 8
    var bit = Array(count: numBits, repeatedValue: 0)
    for num in nums {
        for i in 0..<numBits {
            if (num>>(numBits-1-i) & 1) == 1 {
                bit[i] += 1
            }
        }
    }
    var ret = 0
    for i in 0..<numBits {
        bit[i] = bit[i]>nums.count/2 ? 1 : 0
        ret += bit[i] * (1<<(numBits-1-i))
    }
    return ret
}

一个更 Swifty 的方法是使用 map() 和 reduce()

func majorityElement(nums: [Int]) -> Int {
    let numBits = sizeof(Int) * 8
    let bitCounts = (0 ..< numBits).map { i in
        nums.reduce(0) { $0 + ($1 >> i) & 1 }
    }
    let major = (0 ..< numBits).reduce(0) {
        $0 | (bitCounts[$1] > nums.count/2 ? 1 << $1 : 0)
    }
    return major
}