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Java篇—二进制中1的个数（思路解析及代码实现）

2019-08-04 18:35:58 阅读：204 来源： 互联网

标签：count Java 二进制个数 step int flag num 解法

题目描述：

输入一个整数，输出该数二进制表示中1的个数。其中负数用补码表示。

解法1思路解析：

step 1：num的二进制的最右边位与1相与，如果不为0，则count加1；

step 2：否则，对1左移一位，继续与num的二进制的最右边数的第二位进行相与；

step 3：依次循环，即可完成。

解法1代码实现：

import java.util.Scanner;
public class Exercise18 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (sc.hasNext()){
            int num = sc.nextInt();
            int count = NumberOf1(num);
            System.out.println(count);
        }
    }

    private static int NumberOf1(int num) {
        //判断num是否为0
        if(num == 0){
            return 0;
        }
        //记录1的出现次数
        int count = 0;
        int flag = 1;
        //flag一直向左移，当到1000 0000 0000 0000时，如果再左移，就回到了0
        while(flag != 0){
            //num有可能是负数，当它与flag相与的时候，结果小于0,
            //所以只要让两者相与的结果不为0即可
            if((num & flag) != 0){
                count++;
            }
            //flag左移一位
            flag = flag << 1;
        }
        return count;
    }

}

解法1缺陷解析：

循环次数较多，解法1代码的循环次数跟数据类型有关，如果是int型（4字节），那么它在计算机中存储的bit位为32位，如果是short型（2字节），那么它在计算机中存储的bit位为16位，如果数据没有占满整个bit位的话，即使得到我们想要的结果，flag还是要进行左移，直到flag为0，换句话讲，int型的数据，不管它是多大，flag都要左移32位，即循环了32次，对于short型数据，flag要左移16位，即循环了16次。

解法2思路解析：

step 1：num的二进制与1相与，如果不为0，则count加1；

step 2：否则，对num无符号右移一位，继续与1进行相与；

step 3：依次循环，即可完成。

解法2代码实现：

import java.util.Scanner;
public class Exercise18 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (sc.hasNext()){
            int num = sc.nextInt();
            int count = NumberOf2(num);
            System.out.println(count);
        }
    }

    private static int NumberOf2(int num) {
        //判断num是否为0
        if(num == 0){
            return 0;
        }
        //记录1的出现次数
        int count = 0;
        int flag = 1;
        while(num != 0){
            //num有可能是负数，当它与flag相与的时候，结果小于0,
            //所以只要让两者相与的结果不为0即可
            if((num & flag) != 0){
                count++;
            }
            //num无符号右移一位，如果改成有符号右移，正数没影响，负数会使系统陷入死循环
            num = num >>> 1;
        }
        return count;
    }

解法2缺陷解析：

（1）对于解法2，如果不注意将代码写成有符号右移，即num = num >> 1，拿到的num又恰好是个负数（负数，在进行右移的时候，最高位会进行补位运算，不管右移多少次，始终都会出现这一个1—符号位的1，这个时候就会造成一个负数得到无数个1），那么将会使系统陷入死循环。

（2）对原数字进行了更改，不利于后期使用。

解法3思路解析：

step 1：如果一个整数不为0，那么这个整数的二进制至少有一位是1；

step 2：如果我们把这个整数减1，那么原来处在整数最右边的1就会变为0，原来在1后面的所有的0都会变成1(如果最右边的1后面还有0的话)，更改后的1（1变为0）的前面的其余位数不受影响；

step 3：num 与 num - 1进行相与，消除该数二进制位最右边的1；

step 4：依次循环，即可完成。

解法3代码实现：

import java.util.Scanner;
public class Exercise18 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (sc.hasNext()){
            int num = sc.nextInt();
            int count = NumberOf3(num);
            System.out.println(count);
        }
    }

    private static int NumberOf3(int num) {
        //判断num是否为0
        if(num == 0){
            return 0;
        }
        //记录1的出现次数
        int count = 0;
        //当num不为0时，其它任意整数的二进制至少有一个1，进入循环后，count先加1
        while(num != 0){
            count++;
            /**
             * num-1，如果n的二进制右边数第一位是1，则变为0，如果到某几位才为1时，
             * 如：0110 0100，则最右边的1变为0，
             * 原先1的右边的00都变为11 即0110 0011，然后与num相与;
             * 得到的值正好是：0110 0000，（刚好消除了最右边的那一个1）
             * 最终结论，num & （num - 1）只会将最右边的1变为0
             */
            num = num & (num - 1);
        }
        return count;
    }

解法3缺陷解析：

对原数字进行了更改，不利于后期使用。

题目总结：

（1）解法1的循环次数较多，但没有更改原数据；

（2）解法2更改了原数据，如果代码写成有符号右移，对于负数，会造成系统的死循环；

（3）解法3更改了原数据。

计算机中数的存储形式：

https://mp.csdn.net/postedit/98472451

Java移位运算符：

https://mp.csdn.net/postedit/98472473

心灵鸡汤：考虑一千次，不如去做一次；犹豫一万次，不如实践一次；华丽的跌倒，胜过无谓的彷徨，将来的你，一定会感谢现在奋斗的自己。

标签：count,Java,二进制,个数,step,int,flag,num,解法
来源： https://blog.csdn.net/weixin_43761659/article/details/98470411

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