快速判断一个数是否是2的幂次方,若是,并判断出来是多少次方!

来源:互联网 发布:淘宝手机详情页动态图 编辑:程序博客网 时间:2024/05/03 01:24
将2的幂次方写成二进制形式后,很容易就会发现有一个特点:二进制中只有一个1,并且1后面跟了n个0; 因此问题可以转化为判断1后面是否跟了n个0就可以了。

        如果将这个数减去1后会发现,仅有的那个1会变为0,而原来的那n个0会变为1;因此将原来的数与去减去1后的数字进行与运算后会发现为零。

       最快速的方法:

      (number & number - 1) == 0

      原因:因为2的N次方换算是二进制为10……0这样的形式(0除外)。与上自己-1的位数,这们得到结果为0。例如。8的二进制为1000;8-1=7,7的二进制为111。两者相与的结果为0。计算如下:
         1000
     & 0111
        -------
        0000

     使用递归来实现的代码如下:
view plain
  1. #include "stdio.h"  
  2. #include "stdlib.h"  
  3.   
  4. int log2(int value)   //递归判断一个数是2的多少次方  
  5. {  
  6.     if (value == 1)  
  7.         return 0;  
  8.     else  
  9.         return 1+log2(value>>1);  
  10. }  
  11.   
  12. int main(void)  
  13. {  
  14.     int num;  
  15.     printf("请输入一个整数:");  
  16.     scanf("%d",&num);  
  17.     if(num&(num-1))  //使用与运算判断一个数是否是2的幂次方  
  18.         printf("%d不是2的幂次方!\n",num);  
  19.     else  
  20.         printf("%d是2的%d次方!\n",num,log2(num));  
  21.     system("pause");  
  22.     return 0;  
  23. }  
     使用非递归来实现的代码如下:
view plain
  1. #include "stdio.h"  
  2. #include "stdlib.h"  
  3.   
  4. int log2(int value)   //非递归判断一个数是2的多少次方  
  5. {  
  6.     int x=0;  
  7.     while(value>1)  
  8.     {  
  9.         value>>=1;  
  10.         x++;  
  11.     }  
  12.     return x;  
  13. }  
  14.   
  15. int main(void)  
  16. {  
  17.     int num;  
  18.     printf("请输入一个整数:");  
  19.     scanf("%d",&num);  
  20.     if(num&(num-1))     //使用与运算判断一个数是否是2的幂次方  
  21.         printf("%d不是2的幂次方!\n",num);  
  22.     else  
  23.         printf("%d是2的%d次方!\n",num,log2(num));  
  24.     system("pause");  
  25.     return 0;  
  26. }  

扩展:求一个数n的二进制中1的个数。
非常巧妙地利用了一个性质,n=n&(n-1) 能移除掉n的二进制中最右边的1的性质,循环移除,直到将1全部移除,这种方法将问题的复杂度降低到只和1的个数有关系。代码如下:

view plain
  1. int Func3(int data)  
  2. {   //利用了data&(data-1)每次都能移除最右边的1,移除了多少个1,就是包含了几个1  
  3.     int count = 0;  
  4.     while (data)  
  5.     {  
  6.         data = data & (data-1);  
  7.         count++;  
  8.     }  
  9.     return count;  
  10. }  

扩展问题二:

A和B的二进制中有多少位不相同。这个问题可以分为两步,(1)将A和B异或得到C,即C=A^B,(2)计算C的二进制中有多少个1。



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