问题:计算某个数的二进制中1的个数
思路:x = x & (x-1) 将 x 的二进制最右面的一个 1 变为 0,其余保持不变。反复操作,直到变为 0 为止,计算操作次数,即为 x 的二进制中 1 的个数。
证明:假设 x 的二进制末尾为 10...0 [末尾有 k 个 0,k = 0,1,2,...]。
则 x - 1 的二进制末尾 k+1 位为 01...1 [末尾有 k 个 1,k = 0,1,2,...],其他与 x 相同。
从而 x & (x-1) 的末尾 k+1 位为 00...0 [末尾有 k+1 个 0,k = 0,1,2,...],其他与 x 相同。
即 x = x & (x-1) 将 x 的最右边的一个 1 变为 0,其余位数无变化。
C++程序:
#include <iostream> using namespace std; int manyOne(int x){ int countx = 0; while(x){ ++countx; x = x&(x-1); } return countx; } int main(){ cout<<manyOne(9999)<<endl; return 0; } //Output: 8
类似问题:x = x | (x+1) 将 x 的二进制最右面的一个 0 变为 1,其余保持不变。
证明:假设 x 的二进制末尾为 01...1 [末尾有 k 个 1,k = 0,1,2,...]。
则 x + 1 的二进制末尾 k+1 位为 10...0 [末尾有 k 个 0,k = 0,1,2,...],其他与 x 相同。
从而 x | (x+1) 的末尾 k+1 位为 11...1 [末尾有 k+1 个 1,k = 0,1,2,...],其他与 x 相同。
即 x = x | (x+1) 将 x 的最右边的一个 0 变为 1,其余位数无变化。
应用:判断一个整数 x 是否为 2 的幂。
思路:假如 x 为 2 的幂,则 x 只有最高位为 1,其余均为 0,因此按照上面的做法 x = x & (x-1) 将会为 0;反之,假如 x = x & (x-1) 为 0,则 x 只有一位为 1,其余均为 0,显然 x 为 2 的幂。
C++程序:
#include <iostream> using namespace std; int isTwoPow(int x){ if( (x&(x-1)) == 0) return 1; else return 0; } int main(){ cout<<isTwoPow(256)<<endl; return 0; } //Output: 1
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