剑指offer-面试题15:二进制中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。

思路分析

常规思路就可以求出这个数字的二进制的表示字符串,再统计表示字符串中1的个数,这种方式不一定能过;考虑位运算,因为11进行位与运算,同时为1时结果才为1,利用这种思路有两种方法:

  • 用数字1和输入的数字n进行位与操作,循环左移,如果位运算结果为11的个数则加一;

  • 利用nn-1的关系,nn-1每进行一次位与运算就会消耗二进制最后一位的1,通过这种方式,计算可以进行几次,就是二进制1的个数。例如:12=00001100,11=00001011,位与计算后结果为00001000;

代码实现

public class Solution9 {
    //---------------正解--------------------------------
    //思想:用1(1自身左移运算,其实后来就不是1了)和n的每位进行位与,来判断1的个数
    private static int NumberOf1_low(int n) {
        int count = 0;
        int flag = 1;
        while (flag != 0) {
            if ((n & flag) != 0) {
                count++;
            }
            flag = flag << 1;
        }
        return count;
    }
    //--------------------最优解----------------------------

    /**
     * 整数n,进行n&(n-1)运算,会把二进制表示中最右边的1变为0
     * 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。
     */
    public static int NumberOf1(int n) {
        int count = 0;
        while (n != 0) {
            ++count;
            n = (n - 1) & n;
        }
        return count;
    }
    public static void main(String[] args) {
        //使用n=10,二进制形式为1010,则1的个数为2;
        int n = -10;
        System.out.println(n + "的二进制中1的个数:" + NumberOf1(n));
    }
}

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