二级制找1

运算符

  • &:0&0=0 ,1&0=1,0&1=1,1&1=1
  • |:0|0=0,0|1=1,1|0=1,1|1=1
  • ^ :00=0,10=1,01=1,11=0

左移运算符
m"<<"n,左移n位,左边的n位被丢弃,同时最右边补上n个0
比如

00001010<<2==00101000
10001010<<3==01010000

右移运算符m>>n表示右移n位。右移n位的时候,最右侧n位被丢弃。单右移时处理最左边位的情形要复杂一点,如果数字是一个无符号数值,则用0填补最左边的n位。如果数字是一个有符号数值,则右移之后再最左边补上n个0,如果数字原先是负数,则右移之后再最左边补上n个1.

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

请实现一个函数,输入一个整数,输出该数的二进制中表示1的个数。例如把9表示成二进制数是10001,有2位是1,。因此如果输入9,该函数输出2
可能引起死循环的解法
--
先判断整数二进制表示中最右边数是不是1,接着把输入的整数右移以为,此时原来处于右边数的第二位被移到最右边,再判断是不是1.这样每次移到一位,直到整个整数变为0为止。判断是不是1 则用&符号

    //寻找一个数字中的二级制中的1有几个 可能有死循环的解法
    public int tester(int n) {
        int count = 0;
        while (n != 0) {
            if ((n & 1) == 1) {
                count++;
            }
            n = n >> 1;
        }
        return count;
    }

几个面试问题:如果把整数右移一位和整数除以2在数学上是等级的,那上面的代码可以把右移运算换成除以2么? 答案是否定的。因为触发的效率比移位运算要低得多,在实际编程中尽可能使用移位运算符替代乘除法
如果函数中输入一个负数如:0x80000000,则会出现的情况,把负数右移以为的时候,并不简单的把高位1移到第二位变成0x4000000,而是0xC0000000。这是因为移位前是个负数,仍然要保证移位后是个负数因此移位后的最高位会设为1。如果一直做右移运算,最终会变成0xfffffffff而陷入死循环

常规解法

可以不右移输入的数字。首先把n和1做&运算,判断最低位是不是1,然后左移

  //常规解法
    public static int tester2(int n) {
        int count = 0;
        int flag = 1;
        while (n != 0) {
            if ((n & flag) == 1) {
                count++;
            }
            n = n >> 1;
        }
        return count;
    }

另类解法

在分析算法前,先分析把一个数减去1,的情况,如果一个整数不为0,那么该整数的二进制表示中至少有一位是1。先假设这个数的最右边一位是1,那么减去1时,最后一位变成0,而其他所有位都保持不变,也就是最后一位相当于取反操作,由1变成0,接下来假设最后一位不是1而是0的情况,如果该整数的二进制表示中最右边1位于第m位,那么减去1,第m位由1变成0,而第m位之后的所以0都变成1,整数中第m位之前的所以位保持不变。举个例子:一个二级制数1100,它的第二位是从最右边数起的一个1,减去1后,第二位变成0,它后面的两位变成1,而前面的1保持不变,因此是1011.
在前面两种情况下,我们发现把一个整数减去1,都是把最右边的1变成0,如果它的右边还有0的话,所以0变成1,而它左边所以位都保持不变,接下来我们把一个整数和它减去1的结果做位与运算,相当与它最右边的1变成0,还是以前面的1100为例,它减去1的结果是1011,我们把1011与1100做与运算,得到的结果是1000,我们把1100最右边的1变成0,刚好是1000
分析总结
--
把一个整数减去1,在和原整数做与运算,会吧该整数最右边的一个1变为0,那么一个整数的二进制表示中有多少个1,就可以做多少次这样的操作。

public static int count(int n){
         int num = 0;
         while(n!=0){
             n = n&(n-1);
             num++;
         }
         return num;
     }

左移的循环次数等于整数二进制的位数,32位的整数需要32次,而上述的次数,取决于整数中有几个1,就循环几次

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