(一道奇奇怪怪的题)求二进制中1的个数

2023-04-16 16:53:40 浏览数 (1)

 链接:二进制中1的个数__牛客网 来源:牛客网输入一个整数 n ,输出该数32位二进制表示中1的个数。(其中负数用补码表示)

数据范围:−231<=n<=231−1- 2^{31} <= n <= 2^{31}-1−231<=n<=231−1

即范围为:−2147483648<=n<=2147483647-2147483648<= n <= 2147483647−2147483648<=n<=2147483647

例如:

输入:(1)10 (2)-1

输出:(1)2 (2)32

代码语言:javascript复制
解释(1)十进制中10的32位二进制表示为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010,其中有两个1。      
代码语言:javascript复制
(2)负数使用补码表示 ,-1的32位二进制表示为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111,其中32个1 

由于是比较二进制的补码内容,我们可用到 & 、| 、<<、>>来以此与1比较。

代码语言:javascript复制
public static int NumberOf1_CanNotUse(int n) {
        int count = 0;
        while (n != 0) {
            /*
            * 用1和n进行位与运算,
            * 结果要是为1则n的2进制形式
            * 最右边那位肯定是1,否则为0
            */
            if ((n & 1) == 1) {
                count  ;
            }
            //把n的2进制形式往右推一位
            n = n >> 1;
        }
        return count;
    }

但是此题的之处在于当比较值为负数时,如果右移比较值来与1比较,将会产生死循环(由于”算数右移“负数右移高位会补齐1,所以将会一直有值在高位)

解决方法:

(1)由于这里跳出的条件为0,及原值因右移使得存储所对应值的二进制码为0(但由于”算数右移“负数右移高位会补齐1,值也会一直不为0),那我们可以换个写法

代码语言:javascript复制
public static int NumberOf1_CanNotUse(int n) {
        int count = 0;
        for(int i = 0;i < 32;i  ) {
           
            if ((n & 1) == 1) {
                count  ;
            }
            //把n的2进制形式往右推一位
            n = n >> 1;
        }
        return count;
    }

整形数值的存储在bit为有32个我们直接暴力一点全部遍历一遍

(2)上面的方法太彪了,我们搞个巧妙的,将比较值及上图的’n'与1比较时,由于负数右移,高位会补1,这个我们改不了,那我们就换个对象移动吗,把1左移再一一和‘n'比较就可以呗

代码语言:javascript复制
private static int NumberOf1_low(int n) {
        int count = 0;
        int flag = 1;
        while (flag != 0) {
            if ((n & flag) != 0) {
                count  ;
            }
            flag = flag << 1;
        }
        return count;
    }

(3)最优解

代码语言:javascript复制
public int NumberOf1(int n) {
        int count = 0;
        while(n!= 0){
            count  ;
            n = n & (n - 1);
         }
        return count;
    }

分析:如果一个整数不为0,那么这个整数至少有一位是1。如果我们把这个整数减1,那么原来处在整数最右边的1就会变为0,原来在1后面的所有的0都会变成1(如果最右边的1后面还有0的话)。其余所有位将不会受到影响。

举个例子:一个二进制数1100,从右边数起第三位是处于最右边的一个1。减去1后,第三位变成0,它后面的两位0变成了1,而前面的1保持不变,因此得到的结果是1011.我们发现减1的结果是把最右边的一个1开始的所有位都取反了。这个时候如果我们再把原来的整数和减去1之后的结果做与运算,从原来整数最右边一个1那一位开始所有位都会变成0。如1100&1011=1000.也就是说,把一个整数减去1,再和原整数做与运算,会把该整数最右边一个1变成0.那么一个整数的二进制有多少个1,就可以进行多少次这样的操作。

0 人点赞