[剑指offer][JAVA]面试题第[15]题[二进制中1的个数][位运算]

【问题描述】[简单]

请实现一个函数，输入一个整数（无符号数），输出该数二进制表示中 1 的个数。例如，把 9 表示成二进制是 1001，有 2 位是 1。因此，如果输入 9，则该函数输出 2。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'。

【解答思路】

1. 逐位判断

时间复杂度：O(logN) 空间复杂度：O(1)

  public int hammingWeight(int n) {int res = 0;while(n != 0) {res += n & 1;n >>>= 1;}return res;}

2. 巧用 n&(n−1)

时间复杂度：O(N) 空间复杂度：O(1)

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

【总结】

1.只能针对正数

 public int hammingWeight(int n) {int num=0;while(n!=0){if(n%2 ==1){num++;}n/=2;}return num;}

2. 位运算

异或运算（^）
运算规则：0^0=0； 0^1=1； 1^0=1； 1^1=0；
即：参加运算的两个对象，如果两个相应位为“异”（值不同），则该位结果为1，否则为0。
5 ^ 1 = 0101 ^ 0001 = 0100 = 4
5 ^ 3 = 0101 ^ 0011 = 0110 = 6
用法
翻转指定位对应位异或1
X=10101110，使X低4位翻转，用X ^0000 1111 = 1010 0001即可得到。
2.两个数是否相等 ==0
5 ^ 5 = 0101 ^ 0101 = 0000 = 0

与运算（&）
运算规则：0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1;
即：两位同时为“1”，结果才为“1”，否则为0
5 & 1 = 0101 & 0001 = 0001 = 1
5 & 2 = 0101 & 0010 = 0000 = 0
用法
取指定位对应位与1
设X=10101110，
取X的低4位，用 X & 0000 1111 = 00001110 即可得到；

或运算（|）
运算规则：0|0=0； 0|1=1； 1|0=1； 1|1=1；
即：参加运算的两个对象只要有一个为1，其值为1
用法：
指定位置置1 对应位或1
将X=10100000的低4位置1 ，用X | 0000 1111 = 1010 1111即可得到

取反运算（~）
运算规则：~1=0； ~0=1；
即：对一个二进制数按位取反，即将0变1，1变0

带符号左移运算（<<）
若左移时舍弃的高位不包含1，则每左移一位，相当于该数乘以2(右边补0)
3 << 1 = 0011 <<1 = 0110 = 6
带符号右移运算（>>）
正数操作数每右移一位，相当于该数除以2
(左补0 or 补1得看被移数是正还是负)
5 >> 1 = 0101 >> 1 = 0010 = 2
5 >> 2 = 0101 >> 2 = 0001 = 1
-14 >> 2 = 11110010 >> 2 = 11111100 = -4
无符号右移运算（>>>）
5 >>> 1 = 0101 >>> 1 = 0010 = 2
-14 >>>2 =11111111 11111111 1111111111110010 >>>2 = 00111111 11111111 1111111111111100 = 1073741820
移位总结

正数的左移与右移，负数的无符号右移，就是相应的补码移位所得，在高位补0即可。
负数的右移，就是补码高位补1,然后按位取反加1即可。

3. 位运算判相等异或^ 取位与&1 置位或|1

转载链接：https://leetcode-cn.com/problems/er-jin-zhi-zhong-1de-ge-shu-lcof/solution/mian-shi-ti-15-er-jin-zhi-zhong-1de-ge-shu-wei-yun/