剑指offer(11)二进制中1的个数
题目描述
输入一个整数,输出该数二进制表示中1的个数。其中负数用补码表示。
题目分析
首先我们要了解计算机中负数使用补码表示的,原码、补码的概念以及原理可以参考这里,这个题目我们应该从二进制入手,值得一提的是,在能用位运算的情况下我们尽量用位运算,因为计算效率会提升很多,毕竟计算机中的数据都是以二进制表示的。
那么位运算怎么入手呢?首先我们先要知道一个知识点:如果一个整数与1做与运算的结果是1,则表示该整数最右边一位是1,否则是0。
那么解法就出来了:一个一个向右移位,并且判断最右边的那个位是否为1,为1就count++,但是这样输入负数时会陷入死循环,因为负数右移时,最高位补得是1,那么这样会有无数个1。
此时这时候有两个解决办法:
1.既然不能对要操作的数一个一个右移位,那么我们可以考虑对另一个数1进行左移位计算,
2.这里有一个比较厉害的方法就是利用自身进行与运算,非常巧妙,个中思想,自行体会从,此外注意整数占4个字节,也就是32位
如果一个整数不为0,那么这个整数至少有一位是1。如果我们把这个整数减1,那么原来处在整数最右边的1就会变为0,原来在1后面(右边)的所有的0都会变成1(如果最右边的1后面还有0的话)。其余所有位将不会受到影响。
举个例子:一个二进制数1100,从右边数起第三位是处于最右边的一个1。减去1后,第三位变成0,它后面的两位0变成了1,而前面的1保持不变,因此得到的结果是1011.我们发现减1的结果是把最右边的一个1开始的所有位都取反了。这个时候如果我们再把原来的整数和减去1之后的结果做与运算,从原来整数最右边一个1那一位开始所有位都会变成0。如1100&1011=1000.也就是说,把一个整数减去1,再和原整数做与运算,会把该整数最右边一个1变成0.那么一个整数的二进制有多少个1,就可以进行多少次这样的操作。
因为是逐位运算的,所以这个数的缩小速度是按位缩小的,是指数级别的。
代码
第一种解法:
function NumberOf1(n) {
let count = 0,
flag = 1;
while (flag) {
// 循环的次数等于整数二进制的位数,32位的整数需要循环32位
if (flag & n) count++;
flag = flag << 1;
}
return count;
}
第二种解法:
function newNumberOf1(n) {
let count = 0;
while (n) {
n = n & n - 1; // 核心
count++;
}
return count;
}
并且第二种的循环次数是有多少个1就循环了多少次,所以效率非常高。
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