计算二进制中1的个数的方法主要有以下两种常见方式:
一、位操作法(高效算法)
通过位运算技巧,可以在常数时间内完成计算。具体步骤如下:
分块计数法 将32位整数分成4个8位块,每次通过掩码`0x33333333`提取每块中1的个数,然后累加。例如:
```c
x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
x = (x & 0x0f0f0f0f) + ((x >> 4) & 0x0f0f0f0f);
x = (x & 0x00ff00ff) + ((x >> 8) & 0x00ff00ff);
x = (x & 0x0000ffff) + ((x >> 16) & 0x0000ffff);
```
该方法通过位移和掩码操作,每次处理8位,共需4次操作即可完成32位整数的1的计数。
查表法
预先计算0-255每个数的二进制中1的个数,存储在查表数组中。对于任意32位整数,只需将其拆分为4个8位段,查表后累加即可。此方法适用于对性能要求不高的场景。
二、循环计数法(简单直观)
通过逐位检查的方式统计1的个数,代码简洁但效率较低。具体实现如下:
```c
int bit_count(unsigned int n) {
int count = 0;
while (n) {
count += n & 1; // 检查最低位是否为1
n >>= 1;// 右移一位
}
return count;
}
```
此方法的时间复杂度为O(k),其中k是二进制表示中1的个数,最坏情况下需检查所有位(32位)。
三、其他注意事项
数据类型选择: 使用无符号整数类型(如`unsigned int`)可避免符号位影响; 性能优化
通过上述方法,可根据具体需求选择合适的算法。若需处理更大整数,可扩展位操作的分块策略。