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如何判断一个数是否为2的幂次方?若是,并判断出来是多少次方?

  • 时间:2021-10-30 06:03 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:如何判断一个数是否为2的幂次方?若是,并判断出来是多少次方?
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。 [b]最快速的方法: [/b](number & number - 1) == 0 [b]原因:[/b]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 [b]使用递归来实现的代码如下: [/b]
[u]复制代码[/u] 代码如下:
#include "stdio.h" #include "stdlib.h" int log2(int value)   //递归判断一个数是2的多少次方 {  if (value == 1)   return 0;  else   return 1+log2(value>>1); } int main(void) {  int num;  printf("请输入一个整数:");  scanf("%d",&num);  if(num&(num-1))  //使用与运算判断一个数是否是2的幂次方   printf("%d不是2的幂次方!\n",num);  else   printf("%d是2的%d次方!\n",num,log2(num));  system("pause");  return 0; }
使用非递归来实现的代码如下:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
#include "stdio.h" #include "stdlib.h" int log2(int value)   //非递归判断一个数是2的多少次方 {  int x=0;  while(value>1)  {   value>>=1;   x++;  }  return x; } int main(void) {  int num;  printf("请输入一个整数:");  scanf("%d",&num);  if(num&(num-1))     //使用与运算判断一个数是否是2的幂次方   printf("%d不是2的幂次方!\n",num);  else   printf("%d是2的%d次方!\n",num,log2(num));  system("pause");  return 0; }
[b]扩展:求一个数n的二进制中1的个数。 [/b]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:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
int Func3(int data) {   //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  int count = 0;  while (data)  {   data = data & (data-1);   count++;  }  return count; }
[b]扩展问题二: [/b]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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