一条语句判断数x是否2的n次幂.求取二进制1的个数

本文介绍了一种快速判断一个数是否为2的幂的算法,并提供了两种计算十进制数字中1的个数的方法。第一种方法通过不断移除最低位的1并计数,第二种方法通过检查每个位是否为1来实现。

一条语句判断数x是否2的n次幂

return !(x & (x - 1));

求取十进制数字元素1的个数

int fun(int x)
{
int count = 0;
int i, j, k;
/方法2 负数不可计算,需要改进/
while (x != 0){
if (x & 1 == 1)
count++;
x = x >> 1;
}
/方法1/
while (x != 0){
x = x&(x - 1);
count++;
}
return count;
}

运算过程:

             https://blog.youkuaiyun.com/csdn_kou/article/details/79764559
<think>我们参考了多个引用,其中提到判断个数是否2的幂次方有几种方法: 1. 引用[2]和引用[4]提到了种巧妙的方法:利用位运算`n & (n-1)`。因为2的幂次方的二进制表示中只有1,而`n & (n-1)`会将最低位的1变为0,所以如果`n & (n-1) == 0`,那么n就是2的幂次方(注意要排除0的情况,因为0不是2的幂次方,而0&(-1)可能为0,但0不是2的幂次方)。 2. 引用[3]提供了种通过统计二进制1个数的方法:如果二进制1个数1,那么就是2的幂次方(同样要排除0)。 因此,我们可以采用以下两种方法: 方法:使用`n & (n-1)`,注意处理0和负(题目般考虑正整)。 方法二:统计二进制1个数,为1则是2的幂次方(同样处理0和负)。 由于题目要求判断2的幂次方,通常我们只考虑正整,且2的幂次方都是大于0的。 我们选择方法,因为它更高效(常时间内完成)。 步骤: 1. 判断n是否大于0(因为2的幂次方都是正)。 2. 然后判断`(n & (n-1)) == 0`。如果为0,则是2的幂次方。 注意:当n=0时,`n-1`为-1(在补码表示中,0的二进制全0,-1二进制1),所以0 & (-1) = 0,但0不是2的幂次方,所以需要先判断n>0。 因此,我们可以这样写: ```c #include <stdio.h> int isPowerOfTwo(int n) { // 注意:这里我们只考虑整,且2的幂次方为正 if (n <= 0) { return 0; // 负或0不是2的幂次方 } return (n & (n - 1)) == 0; } int main() { int num; printf("请输入个整: "); scanf("%d", &num); if (isPowerOfTwo(num)) { printf("%d 是2的幂次方\n", num); } else { printf("%d 不是2的幂次方\n", num); } return 0; } ``` 解释: - 函`isPowerOfTwo`首先检查n是否小于等于0,如果是则返回0(假)。 - 然后,它计算`n & (n-1)`,如果结果为0,则说明n的二进制表示中只有1,因此是2的幂次方。 例如: - 输入4:4的二进制100,3的二进制是011,4&3=0,所以返回1(真)。 - 输入5:5的二进制101,4的二进制100,5&4=4(不为0),所以返回0(假)。 这种方法的时间复杂度为$O(1)$,非常高效。 相关问题: 1. 如何判断个数是否是4的幂次方? 2. 如何判断个数是否是3的幂次方? 3. 如何计算个数二进制表示中1个数? 4. 位运算在算法中还有哪些常见应用?</think>### 判断个数是否2的幂次方(C语言实现) 在C语言中,判断个数是否2的幂次方有多种高效方法。以下是两种常用实现方案: #### 方法:位运算法(推荐) ```c #include <stdio.h> int isPowerOfTwo(int n) { // 排除0和负,并利用位运算特性 return (n > 0) && ((n & (n - 1)) == 0); } int main() { int num; printf("输入个整: "); scanf("%d", &num); if (isPowerOfTwo(num)) { printf("%d 是2的幂次方\n", num); } else { printf("%d 不是2的幂次方\n", num); } return 0; } ``` **原理说明**: 1. 2的幂次方的二进制形式特点是**只有1**,例如: - $4_{10} = 100_2$ - $8_{10} = 1000_2$ - $16_{10} = 10000_2$ 2. 表达式 `n & (n - 1)` 会消除二进制中最右边的1: - 若 `n`2的幂次方,消除后结果为0 - 例如 $8 \& 7 = 1000_2 \& 0111_2 = 0000_2$ 3. 需额外检查 `n > 0` 排除0和负[^2][^4] #### 方法二:统计二进制1个数 ```c #include <stdio.h> int isPowerOfTwo(int n) { if (n <= 0) return 0; int count = 0; while (n) { count += n & 1; // 检测最低位是否1 n >>= 1; // 右移位 } return count == 1; // 仅允许存在1 } // main函同上(略) ``` **两种方法对比**: | 特性 | 位运算法 | 统计法 | |--------------------|----------|--------------| | 时间复杂度 | $O(1)$ | $O(\log n)$ | | 空间复杂度 | $O(1)$ | $O(1)$ | | 是否需要循环 | 否 | 是 | | 适用场景 | 首选方案 | 教学演示 | #### 关键点说明 1. **特殊值处理**: - 0和负都不是2的幂次方 - 1是$2^0$,需包含在真值中 2. **位运算优势**: - 避免循环和除法,执行效率更高 - 直接利用二进制特性,符合计算机底层逻辑[^4]
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