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ylb 提交于 2023-01-31 19:10 . feat: add solutions to lcof problem: No.15

面试题 15. 二进制中 1 的个数

题目描述

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,在上面的 示例 3 中,输入表示有符号整数 -3

 

示例 1:

00000000000000000000000000001011 中,共有三位为 '1'。

示例 2:

输入:n = 128 (控制台输入 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:n = 4294967293 (控制台输入 11111111111111111111111111111101,部分语言中 n = -3)
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 32二进制串

 

注意:本题与主站 191 题相同:https://leetcode.cn/problems/number-of-1-bits/

解法

方法一:位运算

由于 n & (n - 1) 会消除 $n$ 的二进制表示中的最后一个 $1$,因此对 $n$ 重复该操作,直到 $n$ 变成 $0$,此时的操作次数即为 $n$ 的二进制表示中的 $1$ 的个数。

或者,我们可以用 lowbit 函数来获取 $n$ 的二进制表示中的最后一个 $1$,然后将 $n$ 减去这个 $1$,再重复该操作,直到 $n$ 变成 $0$,此时的操作次数即为 $n$ 的二进制表示中的 $1$ 的个数。lowbit(x)=x&(-x)

时间复杂度 $O(\log n)$,空间复杂度 $O(1)$。其中 $n$ 为输入的整数。

Python3

class Solution:
    def hammingWeight(self, n: int) -> int:
        return n.bit_count()
class Solution:
    def hammingWeight(self, n: int) -> int:
        ans = 0
        while n:
            n &= n - 1
            ans += 1
        return ans
class Solution:
    def hammingWeight(self, n: int) -> int:
        ans = 0
        while n:
            n -= n & (-n)
            ans += 1
        return ans

Java

public class Solution {
    // you need to treat n as an unsigned value
    public int hammingWeight(int n) {
        int ans = 0;
        while (n != 0) {
            n &= n - 1;
            ++ans;
        }
        return ans;
    }
}
public class Solution {
    // you need to treat n as an unsigned value
    public int hammingWeight(int n) {
        int ans = 0;
        while (n != 0) {
            n -= n & -n;
            ++ans;
        }
        return ans;
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int hammingWeight(uint32_t n) {
        int ans = 0;
        while (n) {
            n &= n - 1;
            ++ans;
        }
        return ans;
    }
};
class Solution {
public:
    int hammingWeight(uint32_t n) {
        int ans = 0;
        while (n != 0) {
            n -= n & -n;
            ++ans;
        }
        return ans;
    }
};

Go

func hammingWeight(num uint32) (ans int) {
	for num != 0 {
		num &= num - 1
		ans++
	}
	return
}
func hammingWeight(num uint32) (ans int) {
	for num != 0 {
		num -= num & -num
		ans++
	}
	return
}

JavaScript

/**
 * @param {number} n - a positive integer
 * @return {number}
 */
var hammingWeight = function (n) {
    let ans = 0;
    while (n != 0) {
        n &= n - 1;
        ++ans;
    }
    return ans;
};

C#

public class Solution {
    public int HammingWeight(uint n) {
        int ans = 0;
        while (n != 0) {
            n &= (n - 1);
            ++ans;
        }
        return ans;
    }
}

...

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