实现字节二进制位逆序的两种方法

需求：将 11010010 转变为 01001011，可以看出是一个简单的从最低位到最高位的一个倒序需求。

网上搜到的都是位运算法，这在计算量大的应用中，一个字节运算8次是非常可耻的。

解决问题的办法当然是越简单越好，查表法将一个字节的256种组合放到数组内，用的时候直接从内存取结果，不用运算，但用在MCU上还是要注意下内存容量(占用了256个字节)。

一、查表法

在高速运算的处理过程中，当然还是直接访问内存更快：

#include <stdio.h>

#define PRINT_BINARY(byte) for (int i = 7; i >= 0; i--) putchar((byte & (1 << i)) ? '1' : '0')

// 预先计算好的查表，索引对应 0-255 的逆序结果
unsigned char reverseTable[256] = {
    0x00, 0x80, 0x40, 0xC0, 0x20, 0xA0, 0x60, 0xE0, 0x10, 0x90, 0x50, 0xD0, 0x30, 0xB0, 0x70, 0xF0,
    0x08, 0x88, 0x48, 0xC8, 0x28, 0xA8, 0x68, 0xE8, 0x18, 0x98, 0x58, 0xD8, 0x38, 0xB8, 0x78, 0xF8,
    0x04, 0x84, 0x44, 0xC4, 0x24, 0xA4, 0x64, 0xE4, 0x14, 0x94, 0x54, 0xD4, 0x34, 0xB4, 0x74, 0xF4,
    0x0C, 0x8C, 0x4C, 0xCC, 0x2C, 0xAC, 0x6C, 0xEC, 0x1C, 0x9C, 0x5C, 0xDC, 0x3C, 0xBC, 0x7C, 0xFC,
    0x02, 0x82, 0x42, 0xC2, 0x22, 0xA2, 0x62, 0xE2, 0x12, 0x92, 0x52, 0xD2, 0x32, 0xB2, 0x72, 0xF2,
    0x0A, 0x8A, 0x4A, 0xCA, 0x2A, 0xAA, 0x6A, 0xEA, 0x1A, 0x9A, 0x5A, 0xDA, 0x3A, 0xBA, 0x7A, 0xFA,
    0x06, 0x86, 0x46, 0xC6, 0x26, 0xA6, 0x66, 0xE6, 0x16, 0x96, 0x56, 0xD6, 0x36, 0xB6, 0x76, 0xF6,
    0x0E, 0x8E, 0x4E, 0xCE, 0x2E, 0xAE, 0x6E, 0xEE, 0x1E, 0x9E, 0x5E, 0xDE, 0x3E, 0xBE, 0x7E, 0xFE,
    0x01, 0x81, 0x41, 0xC1, 0x21, 0xA1, 0x61, 0xE1, 0x11, 0x91, 0x51, 0xD1, 0x31, 0xB1, 0x71, 0xF1,
    0x09, 0x89, 0x49, 0xC9, 0x29, 0xA9, 0x69, 0xE9, 0x19, 0x99, 0x59, 0xD9, 0x39, 0xB9, 0x79, 0xF9,
    0x05, 0x85, 0x45, 0xC5, 0x25, 0xA5, 0x65, 0xE5, 0x15, 0x95, 0x55, 0xD5, 0x35, 0xB5, 0x75, 0xF5,
    0x0D, 0x8D, 0x4D, 0xCD, 0x2D, 0xAD, 0x6D, 0xED, 0x1D, 0x9D, 0x5D, 0xDD, 0x3D, 0xBD, 0x7D, 0xFD,
    0x03, 0x83, 0x43, 0xC3, 0x23, 0xA3, 0x63, 0xE3, 0x13, 0x93, 0x53, 0xD3, 0x33, 0xB3, 0x73, 0xF3,
    0x0B, 0x8B, 0x4B, 0xCB, 0x2B, 0xAB, 0x6B, 0xEB, 0x1B, 0x9B, 0x5B, 0xDB, 0x3B, 0xBB, 0x7B, 0xFB,
    0x07, 0x87, 0x47, 0xC7, 0x27, 0xA7, 0x67, 0xE7, 0x17, 0x97, 0x57, 0xD7, 0x37, 0xB7, 0x77, 0xF7,
    0x0F, 0x8F, 0x4F, 0xCF, 0x2F, 0xAF, 0x6F, 0xEF, 0x1F, 0x9F, 0x5F, 0xDF, 0x3F, 0xBF, 0x7F, 0xFF,
};

int main() {
    unsigned char byte = 0b11010010; // 示例输入
    unsigned char reversed = reverseTable[byte]; // 通过查表获取逆序结果

    printf("原始字节:");
    PRINT_BINARY(byte);

    printf("\n逆序字节:");
    PRINT_BINARY(reversed);

    return 0;
}

输出结果：

原始字节:11010010
逆序字节:01001011

二、位运算法

网上大多是这种类似的方式，不是很苛刻的需求也足够用了，实现如下：

#include <stdio.h>
#define PRINT_BINARY(byte)       \
    for (int i = 7; i >= 0; i--) \
    putchar((byte & (1 << i)) ? '1' : '0')

unsigned char reverseBits(unsigned char byte)
{
    unsigned char result = 0; // 用于存储结果
    for (int i = 0; i < 8; i++)
    {
        result <<= 1;         // 左移结果以腾出低位
        result |= (byte & 1); // 取出 byte 的最低位并赋值到 result 的最低位
        byte >>= 1;           // 右移 byte，准备处理下一个位
    }
    return result;
}

int main()
{
    unsigned char byte = 0b11010010; // 示例输入
    unsigned char reversed = reverseBits(byte);

    printf("原始字节:");
    PRINT_BINARY(byte);
    printf("\n逆序字节:");
    PRINT_BINARY(reversed);

    return 0;
}

输出结果：

原始字节:11010010
逆序字节:01001011