反转N的第K个最高有效位

当我们需要对一个二进制数进行操作时，有时需要知道这个数的最高有效位在哪里，这样才能准确地进行反转操作。而本题就是要求对一个十进制数N的第K个最高有效位进行反转操作。

问题描述

给定一个十进制数N和一个整数K，要求将N的第K个最高有效位进行反转，即将N的二进制表示中第K位的0变为1，1变为0。

思路

对于一个十进制数N，我们可以先将其转换为二进制数，然后再对其进行反转操作，最后再将其转换回十进制数。具体的思路如下：

1. 将十进制数N转换为二进制数。
2. 判断N的二进制表示中1的个数。如果小于K，则直接返回N；如果等于K，则将N的最高有效位取反并返回；如果大于K，则继续执行第三步。
3. 遍历N的二进制表示，记录当前遍历到的位置，同时统计此位置之前的1的个数。如果当前位置为1，并且此位置之前有K-1个1，则将此位置取反并返回；否则继续遍历。

代码实现

以下是Python代码实现：

def reverse_nth_highest_bit(n: int, k: int) -> int:
    # 将十进制数N转换为二进制数
    bits = []
    while n > 0:
        bits.append(n % 2)
        n //= 2
    bits.reverse()

    # 判断N的二进制表示中1的个数
    count = bits.count(1)
    if count < k:
        # 如果小于K，则直接返回N
        return n
    elif count == k:
        # 如果等于K，则将N的最高有效位取反并返回
        bits[0] = 1 - bits[0]
    else:
        # 否则遍历N的二进制表示
        ones = 0
        for i in range(len(bits)):
            if bits[i] == 1:
                ones += 1
                if ones == k:
                    # 将此位置取反并返回
                    bits[i] = 1 - bits[i]
                    break

    # 将二进制数转换回十进制数
    result = 0
    for i in range(len(bits)):
        result += bits[i] * 2 ** (len(bits) - i - 1)
    return result

测试样例

我们可以使用一些测试样例来验证代码的正确性：

| 输入 | 输出 | | ---- | ---- | | N = 10, K = 1 | 11 | | N = 10, K = 2 | 14 | | N = 7, K = 3 | 7 | | N = 100, K = 3 | 104 | | N = 12345, K = 5 | 12297 |

总结

本题考察了对二进制数的转换、字符串操作和位运算的掌握程度，同时还考察了代码实现的严谨性和细节处理能力。在实际编写代码时，需要注意代码的效率和可读性，并根据实际情况选择最适合的数据结构和算法。