算法 | 妙法统计二进制中1的个数

简介: 二进制(binary),发现者莱布尼茨,是在数学和数字电路中以2为基数的记数系统,是以2为基数代表系统的二进位制。这一系统中,通常用两个不同的符号0(代表零)和1(代表一)来表示。数字电子电路中,逻辑门的实现直接应用了二进制,现代的计算机和依赖计算机的设备里都使用二进制。每个数字称为一个比特(Bit,Binary digit的缩写)

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啊我摔倒了..有没有人扶我起来学习....


@TOC


前言

二进制(binary),发现者莱布尼茨,是在数学和数字电路中以2为基数的记数系统,是以2为基数代表系统的二进位制。这一系统中,通常用两个不同的符号0(代表零)和1(代表一)来表示。数字电子电路中,逻辑门的实现直接应用了二进制,现代的计算机和依赖计算机的设备里都使用二进制。每个数字称为一个比特(Bit,Binary digit的缩写)


一、问题的引出

  • 假如有一个十进制数15,要统计它的二进制中1的个数是多少,我们常用的做法是另外用一个115的二进制每一位去按位与(&)

在这里插入图片描述

对应代码:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
    int count = 0;
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 32; i++)
    {
        if (((15 >> i) & 1) == 1)
            count++;
    }
    printf("%d", count);
    return 0;
}
输出结果: 在这里插入图片描述
  • 通过移位操作符和按位与操作符可以得到结果

二、巧妙的方法

  • 我们给出一个表达式n = n & (n - 1),我们来分析分析它的作用,随便假设一个数n的二进制
n 0000 0000 0000 0000 0000 ==1==000 0==1==00 000==1==
n-1 0000 0000 0000 0000 0000 ==1==000 0==1==00 0000
n&(n-1) 0000 0000 0000 0000 0000 ==1==000 0==1==00 0000

紧接着继续再来一次

n 0000 0000 0000 0000 0000 ==1==000 0==1==00 0000
n-1 0000 0000 0000 0000 0000 ==1==000 00==11== ==1111==
n&(n-1) 0000 0000 0000 0000 0000 ==1==000 0000 0000
  • 可以发现,每执行一次n = n & (n - 1)n最右边那个1就会消失
于是修改代码如下:输入 15
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
    int n;
    while (scanf("%d", &n) != EOF)
    {
        int count = 0;
        while (n)
        {
            n &= (n - 1);
            count++;
        }
        printf("%d\n", count);
    }
    return 0;
}
输出结果: 在这里插入图片描述

三、另一个小细节

  • 假如某个数,只执行一次n = n & (n - 1)n就为0了,说明这个数是2的倍数
  • 因为它的二进制中只有一个1,消灭一次就没了,而二进制中只有一个1的不就是2的倍数嘛~

在这里插入图片描述

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