解法一:
对于一个正整数如果是偶数,该数的二进制数的最后一位是 0 ,反之若是奇数,则该数的二进制数的最后一位是 1 。因此,可以考虑利用位移、判断奇偶来实现。
public int bitCount(int x){ int count = 0; while(x!=0){ if(x%2!=0){ //判断奇偶数 count++; } x = x>>>1; } return count; }
解法二:
知道了位移操作同样可以判断奇偶,且效率高于除法操作(“ % ”求余操作最后还是化为除法操作)那就可以用位移来代替上的求余运算。
因为 x & 1 的结果为 1 或 0 ,为 1 的时候 count+=1 ,为 0 的时候 count+=0
则:
If(x&1==1){
count++;
}
可简化为: count+ = x&1;
public int bitCount2(int x){ int count = 0; while(x!=0){ count+ = x&1; x = x>>>1; } return count; }
解法三:
正整数的二进制数最高位为 0 ,负整数和二进制数最高们为 1 ,则可利用左移、判断正负来实现 1 的个数的计算。
public int bitCount3(int x){ int count = 0; while(x!=0){ if(x<0){ count++; } x = x<<1; } return count; }
解法四:
前面的三种解法,运算的次数为二进制数的位数,时间复杂度仍为 O(log2 v) ,然而我们要计算 1 的个数,若让算法的运算次数只与“ 1 ”的个数有关,那复杂度就能进一步降低。
思想: x & (x-1) 可以消去 x 二进制数的最后一位 1
public int bitCount4( int x ) { int count = 0; while ( x != 0 ) { x &= x - 1; count++; } return count; }
解法五:
JAVA 的 JDK 库里 Integer 有个 bitCount 方法,其代码是这样实现的
private int pop(int x) { x = x - ((x >> 1) & 0x55555555); x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333); x = (x + (x >> 4)) & 0x0F0F0F0F; x = x + (x >> 8); x = x + (x >> 16); return x & 0x0000003F; }
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二分法,两两一组相加,之后四个四个一组相加,接着八个八个,最后就得到各位之和了。
第一行是计算每两位中的 1 的个数 , 并且用该对应的两位来存储这个个数 ,
如 : 01101100 -> 01011000 , 即先把前者每两位分段 01 10 11 00 , 分别有 1 1 2 0 个 1, 用两位二进制数表示为 01 01 10 00, 合起来为 01011000.
第二行是计算每四位中的 1 的个数 , 并且用该对应的四位来存储这个个数 .
如 : 01101100 经过第一行计算后得 01011000 , 然后把 01011000 每四位分段成 0101 1000 , 段内移位相加 : 前段 01+01 =10 , 后段 10+00=10, 分别用四位二进制数表示为 0010 0010, 合起来为 00100010 .
下面的各行以此类推 , 分别计算每 8 位 ,16 位 ,32 位中的 1 的个数 .
将 0x55555555, 0x33333333, 0x0f0f0f0f 写成二进制数的形式就容易明白了 .
解法六:
HAKMEM 算法
private int pop2(int x) { int n; n = (x >> 1) & 033333333333; x = x - n; n = (n >> 1) & 033333333333; x = x - n; x = (x + (x >> 3)) & 030707070707; x = x%63; return x; }
首先是将二进制各位三个一组,求出每组中 1 的个数,然后相邻两组归并,得到六个一组的 1 的个数,最后很巧妙的用除 63 取余得到了结果。
因为 2^6 = 64 ,也就是说 x_0 + x_1 * 64 + x_2 * 64 * 64 = x_0 + x_1 + x_2 (mod 63) ,这里的等号表示同余
参考资料:
1. http://blog.csdn.net/justpub/article/details/2292823
2. http://www.inwap.com/pdp10/hbaker/hakmem/hacks.html#item169
3. http://tekpool.wordpress.com/category/bit-count/
4. gurmeet.net/puzzles/fast-bit-counting-routines/
5. http://www.tekpool.com/node/2675
6. http://hi.baidu.com/rangemq/blog/item/9f918c8f83997eecf11f367b.html
8. http://mindprod.com/jgloss/bitcount.html