使用C#进行Int32数字的循环移位

Question

成员们，

我想要做的是右移或左移一个 Int32 的数字（不是位！！）。

如果移动这个常数：

123456789

由3提供

我应该获得

789123456

为了避免数字丢失，因为我们正在谈论圆形移位。 经过一些测试，我想出了这个可行的方法：

static uint[] Pow10 = new uint[] { 1, 10, 100, 1000, 10000, 100000, 1000000, 10000000, 100000000, uint.MaxValue };
    static uint RotateShift10(uint value, int shift)
    {
        int r = (int)Math.Floor(Math.Log10(value) + 1);
        while (r < shift)
            shift = shift - r;
        if (shift < 0) shift = 9 + shift;
        uint x = value / Pow10[shift];
        uint i = 0;
        while (true)
        {
            if (x < Pow10[i])
                return x + (value % Pow10[shift]) * Pow10[i];
            i += 1;
        }
    }

我正在寻找的方法应该是一种算术解决方案，而不是将数字转换为字符串再进行旋转。 我还假设：

• Int32值中没有0位数字，以防止任何数字的丢失。
• Int32是非负数。
• 正数旋转整数应向右移动，负数应向左移动。

我的算法已经完成了所有这些操作，我想知道是否有方法对其进行微调，是否有更好的算术解决方案来解决这个问题？

- Dark Side

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不是所有数字都可以这样旋转（考虑将1173741829向右旋转1个位置，90亿对于int来说太大了），那么它们呢？我们应该假设这种情况不会发生吗？ - harold

@harold：是的，我假设这样的溢出不会发生，因为输入会更小 ;) - Dark Side

@dark 你的方法在 shift = 0 的情况下会抛出异常，同时尝试使用 uint.MaxValue 进行测试，它将给出一个无效的答案。 - Dzienny

Answer 1

因为我无法抗拒“必须具有算术方法”这一挑战:D，所以对以下内容进行了调试:

    static uint RotateShift(uint value, int shift)
    {
        int len = (int)Math.Log10(value) + 1;
        shift %= len;
        if (shift < 0) shift += len;            
        uint pow = (uint)Math.Pow(10, shift);
        return (value % pow) * (uint)Math.Pow(10, len - shift) + value / pow;
    }

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编辑 还有一些测试结果

foreach(var val in new uint[]{123456789, 12345678})
   foreach (var shift in new[] { 3, -3, 1, -1, 11, -11, 18 })
   {
      Console.WriteLine("Value {0} Shift {1} -> {2}", val, shift, RotateShift(val, shift));
   }

Value 123456789 Shift 3 -> 789123456
Value 123456789 Shift -3 -> 456789123
Value 123456789 Shift 1 -> 912345678
Value 123456789 Shift -1 -> 234567891
Value 123456789 Shift 11 -> 891234567
Value 123456789 Shift -11 -> 345678912
Value 123456789 Shift 18 -> 123456789
Value 12345678 Shift 3 -> 67812345
Value 12345678 Shift -3 -> 45678123
Value 12345678 Shift 1 -> 81234567
Value 12345678 Shift -1 -> 23456781
Value 12345678 Shift 11 -> 67812345
Value 12345678 Shift -11 -> 45678123
Value 12345678 Shift 18 -> 78123456

- Me.Name

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哇，太酷了！我只是在尝试寻找一种解决方案，以处理负移位大于数字长度的情况，但是您的解决方案处理得非常好，并且不会产生不存在的0 :) - Dark Side

@Me.Name 看起来很不错，但是它不能处理 uint.MaxValue；你应该使用计算并返回 long 值类型以避免溢出问题。 - Dzienny

@Dzienny 感谢您的评论。uint.MaxValue 对于大多数移位操作确实会失败，因为结果无法适应 uint，但是 OP 表示输入将更小，并且返回值基于原始方法签名。尽管如此，对于那些想要没有警告的函数的人来说，这仍然是一个有效的观点：将所有 uint 更改为 ulong，包括返回值（但不更改输入值），确实可以解决问题。 - Me.Name

@DarkSide 很高兴你能用它 :) 负移位大于长度的秘密是在改变移位到(length-shift)之前对长度进行模运算。 - Me.Name