【每日易题】求二进制中1的个数——三种非常巧妙的解题思路

简介: 【每日易题】求二进制中1的个数——三种非常巧妙的解题思路

一、题目介绍

原题链接:二进制中1的个数

二、解题思路

1. 第一种解题方法

十进制数中,例如1479,只要通过不断的%10和/10操作,就可以得到1479的每一位。

而将这个方法推广到二进制中也是可行的。只要通过不断的%2和/2操作,也可以将二进制的每一位拿出来,从而对每一位进行判断,记录1的个数。

int count_num_of_1(int n)
{
  int count = 0;
  while (n)
  {
    if (n % 2 == 1)
      count++;
    n /= 2;
  }
  return count;
}
int main()
{
  int num = 0;
  scanf("%d", &num);
  int ret = count_num_of_1(num);
  printf("%d\n", ret);
  return 0;
}

   当然,不要开心地以为到这里就完成了,当num为负数时,你会发现结果是错误的,例如num = -1。当num为-1时,num%2 != 0,因此会跳过if直接执行num /=2,结果num为0直接跳出循环并返回count=0。而真实情况下-1在内存中存储的是补码,即32个1。

   不了解原码反码补码的可以看我往期博客,这里就不过多赘述。

解决方法:在count_num_of_1函数参数中将int n 改成 unsigned int n,即无符号整型。这样当num = -1时,此时n会认为num不是-1而是一个二进制全是1的数(即4294967295),此时count就为32。

 

2. 第二种解题方法

第二种方法是通过移位的方式求出1的个数,将二进制序列的每一位都&1,当结果为1时count++。下面以15为例子:

int count_num_of_1(unsigned int n)
{
  int count = 0;
  int i = 0;
  for ( i = 0; i < 32; i++)
  {
    if (((n >> i) & 1) == 1)
      count++;
  }
  return count;
}

3. 第三种解题方法

前面两种解题方法其实都不太高效,这里介绍一个非常巧妙的方法,巧妙到我们难以想象得到,该方法的核心就是n = n & (n - 1),下面以15为例子讲解:

n = n & (n - 1)就可以理解为:只要执行一次,n的二进制序列中的1就少一个。

那么求二进制中1的个数就变成了n = n & (n - 1)能够执行几次,只要知道执行几次n = n & (n - 1)就可以知道n的二进制序列中有多少个1。

int count_num_of_1(unsigned int n)
{
  int count = 0;
  while (n)
  {
    n = n & (n - 1);
    count++;
  }
  return count;
}

这次题目的讲解就到此为止了。如果觉得作者写的不错,求给作者一个大大的点赞支持一下,你们的支持是我更新的最大动力!

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