[解题报告]《算法零基础100讲》(第42讲) 位运算 (位与) 入门

简介: [解题报告]《算法零基础100讲》(第42讲) 位运算 (位与) 入门

全文目录

 ☘前言☘

 🎁主要知识点

            位与运算

            位与的常见使用

            ✨奇偶判定

            ✨取末尾几位

            ✨消除末尾几位

            ✨判断2的幂

 📓课后习题

             191. 位1的个数

             剑指 Offer 15. 二进制中1的个数

             1356. 根据数字二进制下 1 的数目排序

             762. 二进制表示中质数个计算置位

             231. 2 的幂

 📑写在最后

☘前言☘

今天是算法零基础打卡的第42天,题目本身不难,主要是为了理解位运算的。上链接:

《算法零基础100讲》(第42讲) 位运算 (位与) 入门

全文大约阅读时间: 20min


🧑🏻作者简介:一个从工业设计改行学嵌入式的年轻人

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🎁主要知识点

位与运算

基本逻辑就是与或非,与操作就是两个同为1结果为1,否则为0,真值表如下


x y 结果(x&y)

1 1   1

0 1   0

1 0   0

0 0   0

通过这个真值表我们可以用来取数等操作,我们看下常见的操作


位与的常见使用

✨奇偶判定

- 二进制末位

偶数 0

奇数 1

所以我们很容易写出来代码


if(n&1) xxx;


上面的就是表示判断是否是奇数 因为奇数末尾为1


✨取末尾几位

#include <stdio.h>
int main() {
    int x;
    scanf("%d", &x);
    printf("%d\n", (x & 0b11111) );
    return 0;
}


在计算机中ob是表示的是二进制数,我们把末尾五个作为1其它为零按位与的结果就是最后五位的值。


✨消除末尾几位

#include <stdio.h>
int main() {
    int x;
    scanf("%d", &x);
    printf("%d\n", (x & 0xffffffe0) );
    return 0;
}


相同的道理,如果我们把末尾五位0,其它的置为1就可以抹去最后五位。


✨判断2的幂

2的幂减去1与之相与一定结果是0.

例如 10000000 与 01111111 结果是0


(x & (x-1)) == 0

📓课后习题

191. 位1的个数

191. 位1的个数


编写一个函数,输入是一个无符号整数(以二进制串的形式),返回其二进制表达式中数字位数为 ‘1’ 的个数(也被称为汉明重量)。


解题思路


按照计算2的幂的思路 每次n&(n-1)会消去最低位的1 所以多次循环就好了。


int hammingWeight(uint32_t n) {
    int count = 0;
    while(n){
        n = n & (n - 1);//消去最低位1
        count ++;
    }
    return count;
}

剑指 Offer 15. 二进制中1的个数

剑指 Offer 15. 二进制中1的个数


编写一个函数,输入是一个无符号整数(以二进制串的形式),返回其二进制表达式中数字位数为 ‘1’ 的个数(也被称为 汉明重量).)。


解题思路


直接用位移来比较计算就好了。。换个思路。(这貌似和上题一毛一样。。)


int hammingWeight(uint32_t n) {
    int count = 0;
    for(int i = 0;i < 32;i++)
        if(n & ((uint32_t)1 << i))    count++;
    return count;
}


1356. 根据数字二进制下 1 的数目排序

1356. 根据数字二进制下 1 的数目排序


给你一个整数数组 arr 。请你将数组中的元素按照其二进制表示中数字 1 的数目升序排序。

如果存在多个数字二进制中 1 的数目相同,则必须将它们按照数值大小升序排列。

请你返回排序后的数组。

解题思路


人类的本质就是套娃呗?这个就是把昨天的排序api套上今天的位预算康康。


int cmp(int *a,int *b){
    int lena = 0,lenb = 0;
    for(int i = 0; i < 32;i++){//算1的个数
        if((*a)>>i&1)   lena++;
        if((*b)>>i&1)   lenb++;
    }
    if(lena == lenb)    return *a > *b;//一样直接比大小
    return lena > lenb; //不一样升序排列
}
int* sortByBits(int* arr, int arrSize, int* returnSize){
    qsort(arr,arrSize,sizeof(int),cmp);
    *returnSize = arrSize;
    return arr;
}


762. 二进制表示中质数个计算置位

762. 二进制表示中质数个计算置位


给定两个整数 L 和 R ,找到闭区间 [L, R] 范围内,计算置位位数为质数的整数个数。

(注意,计算置位代表二进制表示中1的个数。例如 21 的二进制表示 10101 有 3 个计算置位。还有,1 不是质数。)


解题思路


看了看数据范围,最多也就只有撑死也就有20个1 所以我把20以内所有的质数干了个表,查表就完事了。这我没用任何算法,20以内。直接算就完事了。。。


bool f[21] = {0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,0,1,0};//质数表
bool isright(int n){
    int len = 0;
    for(int i = 0;i <32;i++)
        if((n>>i) & 1)  len++;//统计个数
    return f[len];    //是否是质数
}
int countPrimeSetBits(int left, int right){
    int ans = 0;
    while(left<=right)
        if(isright(left++))   ans++;  //判断是否符合条件
    return ans;
}


231. 2 的幂

231. 2 的幂


给你一个整数 n,请你判断该整数是否是 2 的幂次方。如果是,返回 true ;否则,返回 false 。

如果存在一个整数 x 使得 n == 2x ,则认为 n 是 2 的幂次方。


解题思路


根据大哥说的,算就完事了。注意<=0都是false


bool isPowerOfTwo(int n){
    if(n <=0 ) return false;
    return !(n &(n-1));
}


一行代码版


bool isPowerOfTwo(int n){
    return n <=0 ? false : !(n &(n-1));
}
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