C语言-求一个整数的二进制序列中1的个数

这篇博客介绍了一个C语言函数,用于计算输入整数的二进制表示中1的个数。通过逐位与操作和右移,实现了高效地统计1的数量。文章包含了思路分析、原始代码、运行结果展示以及代码优化过程。

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题目要求:

写一个函数返回参数二进制中 1 的个数
比如:
15 的二进制为 0000 1111
其中包含有4 个 1

思路分析

为了得到一个二进制序列中所有的1,我们一般考虑一位一位的来判断。因此我们可以想到使用这个数的二进制序列和1做按位与(&)的操作,因为与(&)操作符是两个相应的位置都为1才是真。

举个例子:

3的二进制:0000 0011
1的二进制:0000 0001
做与运算得: 0000 0001

根据与运算的结果可知,3的二进制的最后一位是1。此时若再将3向右移一位:

3向右移位:0000 0001 ……1(右移舍去一个1)
1的二进制:0000 0001
做与运算得: 0000 0001

根据与运算的结果可知,3向右移位后的二进制的最后一位是1。此时若再将3向右移一位:

3再右移位:0000 0000 ……11(右移2位舍去11)
1的二进制:0000 0001
做与运算得: 0000 0000

根据与运算的结果可知,3向右移2位后的二进制的最后一位是0。

由此可以推断,对于任意一个整数,将右移的操作形成一个循环,直到把所有位都放到最后一位和1做与运算,那么与运算的结果每次为1的时候就说明这个整数有一位是1,定义一个计数器,当检测到该位为1是自加1,那么循环结束不就得到整数的二进制序列中1的个数了吗?

代码

因为int型占据4个字节也就是32位,因此一个int整数的二进制一共有32位,所以需要循环32次才能把所有的位都判断完:

//函数原型:
int  count_one_bits(
### 如何用C语言统计整数余数中包含的1个数 在C语言中,可以通过分析整数的二进制形式并利用其特性来实现这一目标。具体方法如下: #### 方法描述 通过不断将给定整数右移一位(相当于将其除以2),判断最低位是否为1,并累加这些1的数量。这种方法基于二进制表示的特点,能够高效地完成任务。 以下是完整的代码实现以及解释: ```c #include <stdio.h> // 定义函数用于计算某个无符号整数的二进制表示中有多少1 int count_bit_one(unsigned int num) { int count = 0; while (num != 0) { // 当数字不为零时继续循环 if ((num & 1) == 1) { // 使用按位与操作检查最后一位是否为1 count++; } num >>= 1; // 将数字右移一位,即去掉最低位 } return count; } int main() { unsigned int input_num; printf("请输入一个整数:"); scanf("%u", &input_num); int result = count_bit_one(input_num); printf("该数的二进制表示中含有 %d 个 '1'\n", result); return 0; } ``` 上述代码实现了对任意非负整数的处理过程[^1]。其中核心部分在于`while`循环内部的操作逻辑——每次提取当前数值最右侧的一位并通过条件语句检测它是否等于1;如果满足则增加计数器变量`count`的值。随后执行一次算术右移(`>>`)使原数据缩小一半以便进入下一迭代阶段直至整个序列遍历完毕为止。 另外需要注意的是关于不同类型间转换可能引发的行为差异问题。例如对于带符号类型的变量而言,在某些特定条件下可能会因为符号扩展而导致意外结果发生改变。因此建议尽可能采用无符号类型来进行此类低层位级运算以避免潜在风险[^2][^3]。 #### 注意事项 - 上述算法适用于任何大小范围内的非负整型值。 - 对于非常巨大的数值或者特殊用途场景下还可以考虑更优化版本比如Brian Kernighan’s Algorithm等替代方案进一步提升效率性能表现。 相关问题
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