Leetcode算法入门 - 位运算

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Leetcode算法入门 - 位运算

一、231 - 2的幂

二、191 - 位1的个数

三、190 - 颠倒的二进制位

四、136 - 只出现一次的数字

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Leetcode算法入门 - 位运算

一、231 - 2的幂

给你一个整数 n，请你判断该整数是否是 2 的幂次方。如果是，返回 true ；否则，返回 false 。

如果存在一个整数 x 使得 n == 2x ，则认为 n 是 2 的幂次方。

示例 1：

输入：n = 1
输出：true
解释：20 = 1

示例 2：

输入：n = 16
输出：true
解释：24 = 16

示例 3：

输入：n = 3
输出：false

示例 4：

输入：n = 4
输出：true

示例 5：

输入：n = 5
输出：false
 

提示：

链接：力扣https://leetcode.cn/problems/power-of-two/

• C语言

bool isPowerOfTwo(int n) {
    return n > 0 && !(n & (n - 1));
}

• Rust

impl Solution {
    pub fn is_power_of_two(n: i32) -> bool {
        n > 0 && n & (n - 1) == 0
    }
}

Comparison

二、191 - 位1的个数

编写一个函数，输入是一个无符号整数（以二进制串的形式），返回其二进制表达式中数字位数为 '1' 的个数（也被称为汉明重量）。

提示：

请注意，在某些语言（如 Java）中，没有无符号整数类型。在这种情况下，输入和输出都将被指定为有符号整数类型，并且不应影响您的实现，因为无论整数是有符号的还是无符号的，其内部的二进制表示形式都是相同的。
在 Java 中，编译器使用二进制补码记法来表示有符号整数。因此，在上面的 示例 3 中，输入表示有符号整数 -3。
 

示例 1：

输入：00000000000000000000000000001011
输出：3
解释：输入的二进制串 00000000000000000000000000001011 中，共有三位为 '1'。

示例 2：

输入：00000000000000000000000010000000
输出：1
解释：输入的二进制串 00000000000000000000000010000000 中，共有一位为 '1'。

示例 3：

输入：11111111111111111111111111111101
输出：31
解释：输入的二进制串 11111111111111111111111111111101 中，共有 31 位为 '1'。
 

提示：

输入必须是长度为 32 的 二进制串 。

链接：力扣https://leetcode.cn/problems/number-of-1-bits/

• C语言

int hammingWeight(uint32_t n) {
    int ans = 0;
    while (n) {
        if (n & 1) {
            ans++;
        }
        n >>= 1;
    }
    return ans;
}

• Rust

impl Solution {
    pub fn hammingWeight (n: u32) -> i32 {
        n.count_ones() as i32
    }
}

Comparison

 

三、190 - 颠倒的二进制位

颠倒给定的 32 位无符号整数的二进制位。

提示：

请注意，在某些语言（如 Java）中，没有无符号整数类型。在这种情况下，输入和输出都将被指定为有符号整数类型，并且不应影响您的实现，因为无论整数是有符号的还是无符号的，其内部的二进制表示形式都是相同的。
在 Java 中，编译器使用二进制补码记法来表示有符号整数。因此，在 示例 2 中，输入表示有符号整数 -3，输出表示有符号整数 -1073741825。
 

示例 1：

输入：n = 00000010100101000001111010011100
输出：964176192 (00111001011110000010100101000000)
解释：输入的二进制串 00000010100101000001111010011100 表示无符号整数 43261596，
     因此返回 964176192，其二进制表示形式为 00111001011110000010100101000000。

示例 2：

输入：n = 11111111111111111111111111111101
输出：3221225471 (10111111111111111111111111111111)
解释：输入的二进制串 11111111111111111111111111111101 表示无符号整数 4294967293，
     因此返回 3221225471 其二进制表示形式为 10111111111111111111111111111111 。
 

提示：

输入是一个长度为 32 的二进制字符串

链接：力扣https://leetcode.cn/problems/reverse-bits/

• C语言

uint32_t reverseBits(uint32_t n) {
    uint32_t rev = 0;
    for (int i = 0; i < 32 && n > 0; i++) {
        rev |= (n & 1) << (31 - i);
        n >>= 1;
    }
    return rev;
}

• Rust

impl Solution {
    pub fn reverse_bits(x: u32) -> u32 {
        x.reverse_bits()
    }
}

Comparison

 

四、136 - 只出现一次的数字

给定一个非空整数数组，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。

说明：

你的算法应该具有线性时间复杂度。 你可以不使用额外空间来实现吗？

示例 1:

输入: [2,2,1]
输出: 1

示例 2:

输入: [4,1,2,1,2]
输出: 4

链接：力扣https://leetcode.cn/problems/single-number/

•  C语言

int singleNumber(int* nums, int numsSize){
    int ans = 0;
    for (int i = 0; i < numsSize; i++) {
        ans ^= nums[i];
    }
    return ans;
}

• Rust

impl Solution {
    pub fn single_number(nums: Vec) -> i32 {
        let mut ans = 0;
        for item in nums.iter() {
            ans = ans ^ item;
        }
        ans
    }
}

Comparison

• 整体看，位运算在一些场合下自有其特殊和巧妙，不过追求奇淫技巧自然要以思维的斟酌锤炼来换取了。

每一个不曾起舞的日子，都是对生命的辜负。