计算二进制中1的个数

2024-01-23 14:48:47 浏览数 (1)

在计算机里,一个int整型的数据的二进制最多有32位,想要统计里面的1的个数,最基本的思路就是让n对2求余(基于10进制转换为二进制的方法)等于1,并实现累加。

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//方法1,对二求余等于1
int NumOf1(int n){
	int count=0;
	while(n)
	{
		if(n%2==1)
		{
			count  ;
		}
		n=n/2;
	}
	return count;
	
	
}

这种方法非常简单,但当一个数非常大时,进行了大量的取模以及除法运算,取模和除法运算的效率本来就比较低。有没有可以提高效率的方法呢?

第二种方法:遍历二进制位数

开头提到,对于32位的二进制数,如果直接遍历来计数1的话会更加方便,具体操作如下:

这里会用到&(按位与)和>>(右移操作符)进行实现,从最低位开始,每一位都和1按位与(同1为1,异1为0)并进行判断计数,完成后左移一位,既然有32位,就循环32次,重述上述操作。

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//方法2,遍历32位
int NumOf1(int n){
	int count=0;
	for(int i=0;i<32;i  ){
		if(((n>>i)&1)==1)
		count  ;
	}
	return count;
	
	
}
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二者对比起来,后者效率更高,但唯一的缺点是,不管这个数有多大,它都得遍历32次,这样多余的循环次数其实也会影响效率,可不可以将循环次数减少到最小呢?

第三种方法:让n与n-1按位与

前面提到过,按位与的思想是同1为1,异1为0,那如果我们让n与n-1进行按位与会发生什么呢?

举个例子,我们用一个循环来让n与n-1按位与,n设为15,二进制为1111,n-1=14=1110,这时候按位与,我们发现,1111&1110=1110,得到的值与15相比少了1个1,那可不可以将这个1计数呢,我们接着来,这时n=1110,n-1=1101,1110&1101=1100,欸,又少了一个1,继续,这时n=1100,n-1=1011,按位与=1000,最后再与n-1=0111得到0000,循环结束,我们发现,减少的1的个数刚好是15的二进制1的个数,同时也等于循环的次数,极大的提高了效率。

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//方法3,n&n-1
int NumOf1(int n){
	int count=0;
	while(n)
	{
		n=n&(n-1);
		count  ;
	}
	return count;
	
}

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