java - 错误 : Getting an extra digit in bitwise operation

Question

我正在尝试做一个一维的 Convay 生命游戏程序，但该程序会在每次经过一代时继续生成一个额外的数字。代码:

int generation=IntegerparseInt(in.nextLine().trim());
long cells=Long.parseLong(input1, 2);
for(int i=0;i<generation;i++)//Assume 
{
    long newa=cells>>1;
    long newb=cells<<1;
    System.out.println(Long.toBinaryString(newb));//For testing purpose
    cells=newa^newb;
    System.out.println(Long.toBinaryString(cells));//For testing purpose
}

像这样输入

3
01011

(3代)我得到这样的输出

10110
10011
100110
101111
1011110
1001001

期望的输出是

10110
00011
00110
10111
01111
01011

编辑:将测试代码更改为:

 for(int i=0;i<generation;i++)
       {
           long newa=cells>>1;
           long newb=cells<<1;
           System.out.println(Long.toBinaryString(newb));
           System.out.println(Long.toBinaryString(newa));
           cells=newa^newb;
           System.out.println(Long.toBinaryString(cells));//For testing purpose
       }

输出是:

10110
101
10011
100110
1001
101111
1011110
10111
1001001

Answer 1

正如安德鲁所说，左移总是会产生一个额外的数字。这实际上是一个正确的实现，因为康威生命游戏发生在无限的宇宙中。但是，如果你想限制宇宙的大小，你只需要保留每一代最右边的 N 个数字，其中 N 是你的宇宙的大小。

如 this answer 中所述，可以通过操作K&((1<<N)-1)获得整数K的最右边的N个数字

完整的工作示例:

public class ConwaysGame {

    public static void main(String[] args) {

        int numGenerations = 10;

        // Size of the "universe"
        int universeSize = 12;

        // Initial value
        long cells = 29;

        for(int i=0;i<numGenerations;i++) {

            // Calculate new generation
            long newa=cells>>1;
            long newb=cells<<1;
            cells=newa^newb;

            // Limit the result to the size of the universe
            cells = rightMostBits(cells, universeSize);

            // Output to console
            System.out.println(
                    leftPadZeros(
                        Long.toBinaryString(cells), universeSize
                    )
                );

        }   
    }

    private static long rightMostBits(long data, int numBits){
        // https://stackoverflow.com/questions/2798191/extracting-rightmost-n-bits-of-an-integer
        return data & ((1<<numBits)-1);
    }

    private static String leftPadZeros(String str, int len){
        int numzeros = Math.max(len - str.length(), 0);
        return new String(new char[numzeros]).replace("\0", "0") + str;
    }
}

输出:

000000110100
000001110010
000011011101
000111010100
001101000010
011100100101
110111011000
110101011100
110000010110
111000100111