位运算+leetcode（1）

基础

1.基础知识

 以下都是针对数字的二进制进行操作

• >>  右移操作符
• <<  左移操作符
• ~   取反操作符
•  &  有0就是0，全一才一
•  |  有一才一 ，全0才0
• ^  相同为0，相异为1

 异或( ^ )运算的规律

1. a ^ 0 = a 
2. a ^ a = 0
3. a ^ b ^ c =a ^ (b ^ c)

 2.基础操作

1.给一个数n， 判断它的二进制表示中的第x位是0 还是 1

( n >> x ) & 1

2.给一个数n， 将它的二进制表示中的第x位是修改为1

n = n | (1<

 3.给一个数n， 将它的二进制表示中的第x位是修改为0

 n = n & (~ (1<

4.提取一个数（ n )二进制表示最右侧的 1

这个意思：将这个数二进制形式，其中从右往左出现的第一个数字1，给保留下来，其它的位的数统统赋值给 0

n & (-n) 得到的就是

-n 表示的就是：从右往左出现的第一个数字1，它的左边区域全部变成相反的

5.干掉一个数（ n )二进制表示最右侧的 1

n & （ n-1 ）

n-1 表示的是：从右往左出现的第一个数字1，它的右边(包括它本身)全部变成相反

 Leetcode刷题

题一：位1的个数

1. 链接

191. 位1的个数 - 力扣（LeetCode）

 2.思路

直接将这个数（二进制表示形式）从右往左每次干掉一个1，然后在更新这个数，同时去统计一下总共进行了几次

3. 代码

int hammingWeight(uint32_t n) {
    int count=0;
    while(n)
    {
        n=n&(n-1);
        count++;
    }
    return count;
}

题二：比特位计数

1. 链接

338. 比特位计数 - 力扣（LeetCode）

2.思路

暴力方法

   遍历 n 个数，每次统计此次所对应的数二进制里有几个1（这个就是题目一），然后再放到数组里去

 动态规划

 arr为我们最终返回的那个数组名

 规律

• 我们让 arr [0] = 0
• 当数字为偶数时，此时该数字（n）所含一的个数与 n / 2这个数相等
• 当数字为奇数时，此时这个数（n）所含一的个数等于 n-1这个所对应的再加上1

 3.代码

//暴力
class Solution {
public:
    vector countBits(int n) {
        vector arr(n+1);
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
           int ret=0;
            while(i>0)
            {
                i=i&(i-1);
                ret++;
            }
            arr[i]=ret;
        }
        return arr;

    }
};

//动态规划
class Solution {
public:
    vector countBits(int n) {
        vector arr(n + 1);
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            if (i % 2 != 0) {
                arr[i] = arr[i - 1] + 1;
            } else {
                arr[i] = arr[i / 2];
            }
        }
        return arr;
    }
};

题三：汉明距离

1. 链接

461. 汉明距离 - 力扣（LeetCode）

2. 思路

• 首先找到二个数中最大的数，在对最大的数，进行除二，求出其二进制的位数
• 定义一个变量count，当 ((x >> i) & 1) ! =  ((y >> i) & 1) 成立时，就让count++

• ((x >> i) & 1) != ((y >> i) & 1) 这个是基础操作里的如何判断一个数第i位是否为 1

 3.代码

class Solution {
public:
    int hammingDistance(int x, int y) {
        int _max = max(x, y);
        int count = 0;
        while (_max) {
            _max = _max / 2;
            count++;
        }
        int lenSum = 0;
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            if (((x >> i) & 1) != ((y >> i) & 1)) {
                lenSum++;
            }
        }
        return lenSum;
    }
};

题四：判断字符是否唯一

1.链接

面试题 01.01. 判定字符是否唯一 - 力扣（LeetCode）

2.思路

鸽巢原理：有n个巢，和n+1个鸽子，那么至少会有一个巢鸟的数量>1

astr 是字符串数组名

用数组来模拟哈希表

• 由于只含有小写字母，那么只要开辟一个数组长度为26的就可以
• 如果字符串的长度大于26，那么则就返回 false（鸽巢原理）
• 当字符串的长度小于26，这里的映射关系是 astr[i] - 'a'
• 先让此刻的字符进入哈希表，再去判断该字符在哈希表中位置的值是否大于1
• 若大于1，则返回 false，否则，就继续循环

 用一个整数来模拟位图

• 一个整数是4个字节，一个字节是8个比特位，那么就是有36位比特位
• 由于只含有小写字母，那么一个整数就够用
• 如果字符串的长度大于26，那么则就返回 false（鸽巢原理）
• 定义一个整数biteMap，并初始化为0（保证此刻biteMap的二进制位都为0，为了方便后面判断 ）
• 再去遍历这个 astr 字符串，先判断该字符在位图所在位置是否为1，
• 若为1，则返回false
• 若不为1，则将该字符在位图所在位置修改为1，在继续循环。
• 若能将这个循环结束，那么则就返回true

 3.代码

法一 哈希表：

//哈希表
class Solution {
public:
    bool isUnique(string astr) {
        int hash[26] = {0};
        for (int i = 0; i < astr.size(); i++) {
            hash[astr[i] - 'a']++;
            if(hash[astr[i] - 'a']>1)
                return false;
        }
 
        return true;
    }
};

法二 位图： 

//位图
class Solution {
public:
    bool isUnique(string astr) {
        if (astr.size() > 26)
            return false;
        int biteMap = 0;
        for (auto ch : astr) {
            int i = ch - 'a';
            if (((biteMap >> i) & 1) == 1)
                return false;
            biteMap = biteMap | (1 << i);
        }
        return true;
    }
};