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    如何统计二进制数

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    朱老师
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    勤奋是成功的密码,努力是进步的阶梯。愿你持之以恒,锐意进取,不断提升自己的能力和成绩。

    统计二进制数中1的个数是计算机科学中的常见问题,以下是几种常见的方法:

    一、位运算法(高效方法)

    如何统计二进制数

    通过位运算可以显著提高效率,具体方法如下:

    与操作法

    利用 `n & (n - 1)` 将最右侧的1变为0,每执行一次操作,计数器加1,直到 `n` 变为0。

    ```python

    def count_ones(n):

    count = 0

    while n:

    n &= n - 1

    count += 1

    return count

    ```

    右移法

    通过右移操作 `n >>= 1` 和按位与操作 `n & 1` 结合使用,每次检查最低位是否为1,然后右移一位继续检查。

    ```python

    def count_ones(n):

    count = 0

    while n:

    count += n & 1

    n >>= 1

    return count

    ```

    二、遍历法(简单直观)

    逐位检查二进制表示,从最低位到最高位,统计1的个数。

    ```python

    def count_ones(n):

    count = 0

    while n:

    count += n & 1

    n >>= 1

    return count

    ```

    三、数学法(效率较低)

    如何统计二进制数

    通过不断除以2并统计余数,从下往上构建二进制表示,再统计1的个数。

    ```python

    def count_ones(n):

    count = 0

    while n:

    count += n % 2

    n //= 2

    return count

    ```

    四、其他方法

    字符串转换法

    将数字转换为二进制字符串,统计字符'1'的个数。

    ```python

    def count_ones(n):

    return bin(n)[2:].count('1')

    ```

    查表法

    预先计算0-255的1的个数,通过查表加速计算(适用于固定范围)。

    性能对比

    | 方法 | 时间复杂度 | 空间复杂度 | 适用场景 |

    |------------|------------|------------|------------------------|

    | 位运算法 | O(k) | O(1) | 需要频繁统计1的个数 |

    | 遍历法 | O(k) | O(1) | 简单场景 |

    | 数学法 | O(log n) | O(1) | 不适合频繁调用 |

    | 字符串转换法| O(k) | O(k) | 临时需要二进制表示 |

    示例

    如何统计二进制数

    以数字 `4523` 为例(二进制 `1000110101011`):

    位运算法:

    通过 `n & (n - 1)` 13次操作统计1的个数;

    右移法:逐位检查最低位1的个数。

    推荐使用位运算法或右移法,前者在大多数情况下更高效。

    本文【如何统计二进制数】由作者 朱老师 提供。 该文观点仅代表作者本人, 高考01网 信息发布平台,仅提供信息存储空间服务, 若存在侵权问题,请及时联系管理员或作者进行删除。
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