剑指offer(十一) 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。

剑指offer的题做起来真是可以补坑。。。

这道题一看就是要用位运算来解决了。位运算的需要点计算机组成原理的知识,不然这道题还是有小坑的。

首先正数和负数在内存中都是以补码存储的,正数的补码就是它本身,负数的补码是它的绝对值取反加一。关于原码反码补码,详解可看:
http://blog.csdn.net/u011080472/article/details/51280919

对于无符号数来说,左移1位,相当于乘以一个2,右移一位相当于除以一个2;
对于有符号数,先说右移:
普通的右移,都是在左边补0,那么对于一个负数最高位为1,又移后,左边符号位补0,这肯定是不对的,那么可以这样解决:对于有符号数,如果是正数,右移左边补0,如果是负数,右移左边补1,,这样可以解决。
再说左移,负数的左移要怎么解决呢?右边只能补0,左移后可能导致符号位变了。变了就变了,没有什么特别的,即由负数变成一正数。

以前就知道Java里面溢出会变成负数,就是因为改变了符号位,再继续左移,对正数而言,最后将变成0.

讨论区中提到的坑点:
这里写图片描述

上面说了这么多,这个一看就懂了吧。

第一种方法:
不断的移动1的位置,作位运算,这种方法AC了,但是如果负数的最后一位是不是也算上1了。这里有点题意的争议。
int count = 0;
int flag = 1;
while (flag != 0) {
if ((n & flag) != 0) {
count++;
}
flag = flag << 1;
}
return count;

最好的方法:

class Solution {
public:
   int NumberOf1(int n) {
        int count = 0;
        while(n!= 0){
            count++;
            n = n & (n - 1);
        }
            return count;
    }
};

n-1后,n的二进制表示的处在整数最右边的1就会变为0,原来在1后面的所有的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。

eg:
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。

有人说负数情况怎么办,位运算无关正负数,仔细想一下就明白了。

做这道题的时候,我中间用C实现了讲十进制转二进制的方法,(Java里面有printBinary方法)

void f(int n)
{
	if(n)
		f(n/2);
	else
		return;
	printf("%d",n%2);
}

其实就是利用递归的“延迟”模拟了辗转相除法,递归可以存储过程状态,最后倒置一个过程,倒着遍历存储的状态(前面的倒叙打印链表),刚好模拟了将余数倒置组合即结果的思想。

原文地址:https://www.cnblogs.com/zhangmingzhao/p/8271405.html