题目:
链接:剑指 Offer 15. 二进制中1的个数;LeetCode 191. 位1的个数
难度:简单
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 示例 3 中,输入表示有符号整数 -3。
示例 1:
输入:n = 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:n = 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:n = 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 。
进阶:
- 如果多次调用这个函数,你将如何优化你的算法?
位运算:
第一种写法,如代码一,对这个数字每次右移一位并用与运算&检查最后一位是不是1,统计1的个数。
第二种写法,n & (n - 1) 是一种消除数字二进制表示中最后一个1的小技巧,如图:
代码一:
class Solution {
public:
int hammingWeight(uint32_t n) {
int sum = 0;
for(int i = 0; i < 32; i++)
{
if(n & 1) sum++; // 最后一位是不是1
n >>= 1; // 右移一位
}
return sum;
}
};
时间复杂度O(k),k是二进制的位数,即32。
空间复杂度O(1)。
代码二(优化):
class Solution {
public:
int hammingWeight(uint32_t n) {
int sum = 0;
while(n) {
n &= (n - 1); // 这个操作每次可以消掉一个最末位的1
sum++;
}
return sum;
}
};
时间复杂度O(logN),N是二进制位中1的个数,最坏情况下全部为1,那时间复杂度将等于代码一。
空间复杂度O(1)。