面试题1:二进制中1的个数

面试题:二进制中1的个数(剑指offer)

题目:请实现一个函数,输入一个整数,输出该数二进制表示中1的个数。如把9表示成二进制是1001,有2个1.因此输入9时,输出2。

题记:

与、或、异或的运算规律

 左移运算符m<<n,表示把m左移n位。左移n位时,最左边的n位舍弃,同时在最右边补上n个0。例如:

                          00001010<<2=00101000                     10001010<<=301010000

右移运算符m>>n,表示把m右移n位。右移n位时,最右边的n位舍弃,同时在在最左边补上n个0(无符号数)或补上n个1(有符号数)。

例如两个有符号数(0表示整数,1表示负数):  

                          00001010>>2=00000010                     10001010>>3=11110001 

解题思路1:

       判断整数二进制表示中最右边一位是否为1,接着把整数右移一位判断倒数第二位是否为1,以此类推,直到整数变成0为止。现在问题变为如何判断一个整数的最右边是不是1了。只要将该整数与1做位与运算即可。因为1的二进制表示为0001,如果一个整数的二进制与1做与运算,结果是1,表示该整数的二进制的最右边一位是1,否则是0。

功能函数:

int numberofbit1(int n)
{
    int count=0;
    while(n)
    {
        if(n & 1)
            count++;
        n=n>>1;
    }
    return count;
}

分析以上程序,如果输入一个负数,如果一直对该负整数的二进制进行右移操作,最终这个数就会变成全1,从而陷入死循环。例如:
-5的二进制表示为1101(最左边的1表示负数),对其进行右移操作如下:

                       1101>>1=1110          1101>>2=1111             1101>>3=1111          1101>>4=1111

为了避免上述死循环的出现,有下面的解题思路。

解题思路2:

        可以不右移输入的数字,先将输入数字和1做与运算,判断最低位是否为1,接着将1左移一位,判断倒数第二位是否为1,以此类推。

功能函数:

int numberofbit1(int n)
{
    int count=0;
    int flag=1;
    while(flag)
    {
        if(n & flag)
            count++;
        flag=flag<<1;
    }
    return count;
}

 分析以上程序会发现,循环的次数等于整数二进制的位数,显然循环次数较多。

解题思路3:

       把整数减去1,在和原整数做与运算,会把整数最右边的一个1变成0,那么一个整数的二进制表示中有多少个1,就可进行多少次这样的操作。显然可以减少循环次数。

       例如,8(1000)= 7(0111)+ 1(0001),所以8 & 7 = (1000)&(0111)= 0(0000),清除了8最右边的1(其实就是最高位的1,因为8的二进制中只有一个1)。再比如7(0111)= 6(0110)+ 1(0001),所以7 & 6 = (0111)&(0110)= 6(0110),清除了7的二进制表示中最右边的1(也就是最低位的1)。

 功能函数:

int numberofbit1(int n)
{
    int count=0;
    while(n)
    {
        ++count;
        n=n & (n-1);
    }
    return count;
}

注:把一个整数减去1后,再和原来的整数做与运算,得到的结果相当于将整数的二进制表示中的最右边一个1变成0。很多二进制的问题都可以用这个思路解决。

解题思路4:(来自博客:http://www.cnblogs.com/graphics/archive/2010/06/21/1752421.html

       先将n写成二进制形式,然后相邻位相加,重复这个过程,直到只剩下一位。

       以217(11011001)为例,下面的图足以说明一切了。217的二进制表示中有5个1。

功能函数:

int numberofbit1(int n) 
{ 
    n = (n & 0x55555555) + ((n>>1) & 0x55555555) ; 
    n = (n & 0x33333333) + ((n>>2) & 0x33333333) ; 
    n = (n & 0x0f0f0f0f) + ((n>>4) & 0x0f0f0f0f) ; 
    n = (n & 0x00ff00ff) + ((n>>8) & 0x00ff00ff) ; 
    n = (n & 0x0000ffff) + ((n>>16) & 0x0000ffff) ; 

    return n ; 
}

测试程序:

int main()
{
    int a,b,c,d,num=0;

    printf("解题思路1
");
    printf("请输入一个整数:");
    scanf("%d",&a);
    num=numberofbit1_1(a);
    printf("整数%d的二进制表示有%d个1。
",a,num);
    printf("
");

    printf("解题思路2
");
    printf("请输入一个整数:");
    scanf("%d",&b);
    num=numberofbit1_2(b);
    printf("整数%d的二进制表示有%d个1。
",b,num);
    printf("
");

    printf("解题思路3
");
    printf("请输入一个整数:");
    scanf("%d",&c);
    num=numberofbit1_3(c);
    printf("整数%d的二进制表示有%d个1。
",c,num);
    printf("
");

    printf("解题思路4
");
    printf("请输入一个整数:");
    scanf("%d",&d);
    num=numberofbit1_4(d);
    printf("整数%d的二进制表示有%d个1。
",d,num);
    printf("
");
    system("pause");
    return 1;
}

测试结果:

原文地址:https://www.cnblogs.com/kkdd-2013/p/3355076.html