n&(n-1)的妙用(强大的位运算)

时间:2023-01-08 15:59:18

《编程之美》中n&(n-1)还有很多妙用,这里来总结一下。


基本原理:

       n&(n-1)作用:将n的二进制表示中的最低位为1的改为0,先看一个简单的例子:

      n = 10100(二进制),则(n-1) = 10011 ==》n&(n-1) = 10000

     可以看到原本最低位为1的那位变为0。


如下应用:

    1. 求某一个数的二进制表示中1的个数

 代码块:

	while(n > 0)
{
count++;
n&=(n-1);
}


完整代码:

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int n, count = 0;
cin>>n;
while(n > 0)
{
count++;
n&=(n-1);
}
cout<<count<<endl;
return 0;
}


n&(n-1)的妙用(强大的位运算)



2. 判断一个数是否是2的次幂

代码块:

n > 0 && ((n & (n - 1)) == 0 )


完整代码:


<span style="font-size:24px;">#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int n, count = 0;
cin>>n;
if((n>0) && (!(n&(n-1))) == true)
cout<<"这个数是2的幂"<<endl;
else
cout<<"这个数不是2的幂"<<endl;
return 0;
}</span>


n&(n-1)的妙用(强大的位运算)





3. 计算 n! 的质因数2的个数

容易得出N!质因数2的个数 = [N / 2] + [N / 4] + [N / 8] + ....
下面通过一个简单的例子来推导一下过程:N = 10101(二进制表示)
现在我们跟踪最高位的1,不考虑其他位假定为0,
则在
[N / 2]    01000
[N / 4]    00100
[N / 8]    00010
[N / 8]    00001
则所有相加等于01111 = 10000 - 1
由此推及其他位可得:(10101)!的质因数2的个数为10000 - 1 + 00100 - 1 + 00001 - 1 = 10101 - 3(二进制表示中1的个数)

推及一般N!的质因数2的个数为N - (N二进制表示中1的个数)