leetcode191位1的个数——java中的位运算

    技术2022-07-12  68

    题目来源:https://leetcode-cn.com/problems/number-of-1-bits/

    编写一个函数,输入是一个无符号整数,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)。

     

    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:

    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。  

    进阶: 如果多次调用这个函数,你将如何优化你的算法?

    我的第一反应是,写一个for循环不就行了么,转成String,再用charAt,不过应该不是题目的本意。而且为什么输入的int可以这么长?于是我查找了位运算相关的知识:

    1.java中的四种位运算符——位运算符主要用于对二进制位进行计算 &

    |

    ^

    ~

    按照顺序:与是两个都为1才是1否则为0;|是有一个为1的就为1否则0;^是两个不同为1如1和0,0和1输出1,否则是0;~是取反。

    2.移位操作

    >>

    >>>

    <<

    分别是算数右移、逻辑右移和左移,算数与逻辑不同之处在于负数,负数算数右移还是负数,但是逻辑右移结果是正数。

    corejava中的例子:

    int n = 12; System.out.println(n>>2); //结果为 3 System.out.println(n>>>2); //结果也为 3 n = -12; System.out.println(n>>2); //结果为负 System.out.println(n>>>2); //结果为正!!!

    为啥逻辑右移是一个这么大的数呢,需要先理解原码、反码、补码的概念。

    例如12的算数右移和逻辑右移结果是一样的

    1100

    0011

    都是3

    -12的算数右移和逻辑右移:首先-12在计算机中是怎么保存的?——

    00000000 00000000 00000000 00001100这是12

    -12:

    10000000 00000000 00000000 00001100,就是把首位变成1,这就是-12的原码

    然后负数在内存中以补码储存——即保持符号位不变,其他位置取反加1

    11111111 11111111 11111111 11110011——取反

    11111111 11111111 11111111 11110100——这是-12的补码

     

    如果是带符号右移(右移2位,高位补1):

    1111 11111111 11111111 11111111 1101

    然后再写出原码就是结果了(保留符号位,按位取反,然后加一):

    1000 00000000 00000000 00000000 0011——结果是-3

     

    无符号右移:

    11111111 11111111 11111111 11110100——这是-12的补码

    00001111 11111111 11111111 11111101——高位补0

    这个就是无符号右移的结果了么?

    把他转换一下看看——

    为什么跟corejava中的结果不一样呢?

    自己测了一下corejava的结果没有问题。

    00001111 11111111 11111111 11111101——难道要写出这个的原码么?

    怎么算都得不到想要的结果。

    ???

    谁能告诉我怎么回事?

     

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