問題:計算某個數的二進制中1的個數
思路:x = x & (x-1) 將 x 的二進制最右面的一個 1 變爲 0,其餘保持不變。反覆操作,直到變爲 0 爲止,計算操作次數,即爲 x 的二進制中 1 的個數。
證明:假設 x 的二進制末尾爲 10...0 [末尾有 k 個 0,k = 0,1,2,...]。
則 x - 1 的二進制末尾 k+1 位爲 01...1 [末尾有 k 個 1,k = 0,1,2,...],其他與 x 相同。
從而 x & (x-1) 的末尾 k+1 位爲 00...0 [末尾有 k+1 個 0,k = 0,1,2,...],其他與 x 相同。
即 x = x & (x-1) 將 x 的最右邊的一個 1 變爲 0,其餘位數無變化。
C++程序:
#include <iostream> using namespace std; int manyOne(int x){ int countx = 0; while(x){ ++countx; x = x&(x-1); } return countx; } int main(){ cout<<manyOne(9999)<<endl; return 0; } //Output: 8
類似問題:x = x | (x+1) 將 x 的二進制最右面的一個 0 變爲 1,其餘保持不變。
證明:假設 x 的二進制末尾爲 01...1 [末尾有 k 個 1,k = 0,1,2,...]。
則 x + 1 的二進制末尾 k+1 位爲 10...0 [末尾有 k 個 0,k = 0,1,2,...],其他與 x 相同。
從而 x | (x+1) 的末尾 k+1 位爲 11...1 [末尾有 k+1 個 1,k = 0,1,2,...],其他與 x 相同。
即 x = x | (x+1) 將 x 的最右邊的一個 0 變爲 1,其餘位數無變化。
應用:判斷一個整數 x 是否爲 2 的冪。
思路:假如 x 爲 2 的冪,則 x 只有最高位爲 1,其餘均爲 0,因此按照上面的做法 x = x & (x-1) 將會爲 0;反之,假如 x = x & (x-1) 爲 0,則 x 只有一位爲 1,其餘均爲 0,顯然 x 爲 2 的冪。
C++程序:
#include <iostream> using namespace std; int isTwoPow(int x){ if( (x&(x-1)) == 0) return 1; else return 0; } int main(){ cout<<isTwoPow(256)<<endl; return 0; } //Output: 1