leetcode位运算的题

leetcode 371
不用加减计算两个数的和


class Solution(object):def getSum(self, a, b):"""circuit full-addersince Python don't restrict to 32bit, we need1. Masking2. Overflow handling:type a: int:type b: int:rtype: int"""MAX = 0x7FFFFFFFMSK = 0xFFFFFFFFcarry = (a & b) << 1out = a ^ b# convert to 32 bitcarry &= MSKout &= MSKif carry != 0:return self.getSum(out, carry)else:# handle overflowif out < MAX:return outelse:  # negativereturn ~(out ^ MSK)

leetcode89 graycode
格雷编码是一个二进制数字系统，在该系统中，两个连续的数值仅有一个位数的差异。

给定一个代表编码总位数的非负整数 n，打印其格雷编码序列。格雷编码序列必须以 0 开头。

示例 1:

输入: 2
输出: [0,1,3,2]
解释:
00 - 0
01 - 1
11 - 3
10 - 2

对于给定的 n，其格雷编码序列并不唯一。
例如，[0,2,3,1] 也是一个有效的格雷编码序列。

00 - 0
10 - 2
11 - 3
01 - 1
示例 2:

输入: 0
输出: [0]
格雷编码是一个二进制数字系统，在该系统中，两个连续的数值仅有一个位数的差异.给定一个代表编码总位数的非负整数 n，打印其格雷编码序列。格雷编码序列必须以 0 开头。示例 1:输入: 2
输出: [0,1,3,2]
解释:
00 - 0
01 - 1
11 - 3
10 - 2
对于给定的 n，其格雷编码序列并不唯一。
例如，[0,2,3,1] 也是一个有效的格雷编码序列。

00 - 0
10 - 2
11 - 3
01 - 1
示例 2:

输入: 0
输出: [0]
解释: 我们定义格雷编码序列必须以 0 开头。
给定编码总位数为 n 的格雷编码序列，其长度为 2n。当 n = 0 时，长度为 20 = 1。
因此，当 n = 0 时，其格雷编码序列为 [0]。

class Solution:def grayCode(self, n):"""Graycode: The reflected binary code solves this problem by changing only one switch at a time, so there is neverany ambiguity of position,Dec  Gray   Binary0   000    0001   001    0012   011    0103   010    0114   110    1005   111    1016   101    1107   100    111Algorithm:Dec  Gray   Binary0     0    0001     1    0012    11    0103    10    0114   110    1005   111    1016   101    1107   100    111k-bit graycodes is the reversed sequence of (k-1)-bit graycodes appending 1 at the most significant bit:param n::return: list of integers (dec_repr)"""if n==0:return [0]result = [0, 1]for num_of_bit in range(2, n+1):msb = 1<<num_of_bit-1for element in reversed(result):result.append(msb+element)return resultdef grayCode_math(self, n):"""a-th gray code is a>>1 XOR a:param n::return: list of integers (dec_repr)"""return [(x>>1)^x for x in range(1<<n)]

leetcode 190 颠倒二进制位

class Solution:def reverseBits(self, n):"""%2 /2"""ret = 0BITS = 32for i in range(BITS):ret += n&1if i == BITS-1:breakret <<= 1n >>= 1return ret

leetcode191 汉明距离,二进制数中位1的个数

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’。

class Solution:def hammingWeight(self, n):"""/2 and %2"""cnt = 0while n:cnt += n&1n >>= 1return cnt

leetcode201 数字范围内的按位与

给定范围 [m, n]，其中 0 <= m <= n <= 2147483647，返回此范围内所有数字的按位与（包含 m, n 两端点）。
示例 1:
输入: [5,7]
输出: 4
示例 2:
输入: [0,1]
输出: 0


class Solution:def rangeBitwiseAnd(self, m, n):"""Brute force O(N), which is suitable for all bit operations not just AND.Observation:After enumerating some example, we have the following observation:* The numbers \in [m, n] will enumerate all possible 0, 1 in bits starting from LSB except for left header of 1* Left header of 1's is will be resultleft header:type m: int:type n: int:rtype: int"""pos = 0while m != n:pos += 1m >>= 1n >>= 1return n << pos  # or m << pos

leetcode 231 如何判断一个数是不是二的幂

给定一个整数，编写一个函数来判断它是否是 2 的幂次方。

class Solution:def isPowerOfTwo(self, n):"""Bit manipulation:type n: int:rtype: bool"""if n <= 0:return Falsereturn n & (n - 1) == 0

leetcode 260 只出现一次的数

给定一个整数数组 nums，其中恰好有两个元素只出现一次，其余所有元素均出现两次。找出只出现一次的那两个元素。
示例 :
输入: [1,2,1,3,2,5]
输出: [3,5]

class Solution:def singleNumber(self, nums):"""Constant space:type nums: list[int]:rtype: list[int]"""bits = 0for elt in nums:bits ^= eltrightmost_bit_set = bits & -bitsa = 0b = 0for elt in nums:if elt & rightmost_bit_set:a ^= eltelse:b ^= eltreturn a, b

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