整數的二進位制表示中1的個數

2021-07-25 17:40:06 字數 1570 閱讀 5641

題目:輸入乙個整數,求該整數的二進位制表達中有多少個1。例如輸入10,由於其二進位制表示為1010,有兩個1,因此輸出2。

分析:這是一道很基本的考查位運算的面試題。包括微軟在內的很多公司都曾採用過這道題。

乙個很基本的想法是,我們先判斷整數的最右邊一位是不是1。接著把整數右移一位,原來處於右邊第二位的數字現在被移到第一位了,再判斷是不是1。這樣每次移動一位,直到這個整數變成0為止。現在的問題變成怎樣判斷乙個整數的最右邊一位是不是1了。很簡單,如果它和整數1作與運算。由於1除了最右邊一位以外,其他所有位都為0。因此如果與運算的結果為1,表示整數的最右邊一位是1,否則是0。

得到的**如下:

///// get how many 1s in an integer's binary expression

///int numberof1_solution1(inti)

returncount;

}可能有讀者會問,整數右移一位在數學上是和除以2是等價的。那可不可以把上面的**中的右移運算子換成除以2呢?答案是最好不要換成除法。因為除法的效率比移位運算要低的多,在實際程式設計中如果可以應盡可能地用移位運算子代替乘除法。 

這個思路當輸入i是正數時沒有問題,但當輸入的i是乙個負數時,不但不能得到正確的1的個數,還將導致死迴圈。以負數0x80000000為例,右移一位的時候,並不是簡單地把最高位的1移到第二位變成0x40000000,而是0xc0000000。這是因為移位前是個負數,仍然要保證移位後是個負數,因此移位後的最高位會設為1。如果一直做右移運算,最終這個數字就會變成0xffffffff而陷入死迴圈。

為了避免死迴圈,我們可以不右移輸入的數字i。首先i和1做與運算,判斷i的最低位是不是為1。接著把1左移一位得到2,再和i做與運算,就能判斷i的次高位是不是1……這樣反覆左移,每次都能判斷i的其中一位是不是1。基於此,我們得到如下**:

///// get how many 1s in an integer's binary expression

///int numberof1_solution2(inti)

returncount;

}另外一種思路是如果乙個整數不為0,那麼這個整數至少有一位是1。如果我們把這個整數減去1,那麼原來處在整數最右邊的1就會變成0,原來在1後面的所有的0都會變成1。其餘的所有位將不受到影響。舉個例子:乙個二進位制數1100,從右邊數起的第三位是處於最右邊的乙個1。減去1後,第三位變成0,它後面的兩位0變成1,而前面的1保持不變,因此得到結果是1011。

我們發現減1的結果是把從最右邊乙個1開始的所有位都取反了。這個時候如果我們再把原來的整數和減去1之後的結果做與運算,從原來整數最右邊乙個1那一位開始所有位都會變成0。如1100&1011=1000。也就是說,把乙個整數減去1,再和原整數做與運算,會把該整數最右邊乙個1變成0。那麼乙個整數的二進位制有多少個1,就可以進行多少次這樣的操作。

這種思路對應的**如下:

///// get how many 1s in an integer's binary expression

///int numberof1_solution3(inti)

returncount;

}擴充套件:如何用乙個語句判斷乙個整數是不是二的整數次冪?

n&(n-1)

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出自 題目 輸入乙個整數,求該整數的二進位制表達中有多少個1。例如輸入10,由於其二進位制表示為1010,有兩個1,因此輸出2。分析 這是一道很基本的考查位運算的面試題。包括微軟在內的很多公司都曾採用過這道題。乙個很基本的想法是,我們先判斷整數的最右邊一位是不是1。接著把整數右移一位,原來處於右邊第...

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