在内存中,二进制数都是以补码形式存储的,正数的源码、反码、补码都相同。
如13的二进制表示为:00000000000000000000000000001101,即13的 补码中1的个数为3个
而负数的源、反、补码不相同。换算规则如下:
以32为机器为例,
-1的源码为10000000000000000000000000000001
符号位不变,其他位按位取反得到反码:11111111111111111111111111111110
反码加1得到补码:11111111111111111111111111111111
所以-1的补码表示为11111111111111111111111111111111
也即-1的补码中1的个数为32个
下面使用三种方法来实现统计二进制(补码)表示中1的个数:
方法1:
如果我们想要计算十进制数中1的个数,可以采用计数法,比如101,采用模10除10的方法可以完成,同理计算二进制数中1的个数可以采用模2除2的方法进行计数
int count_bit_one(int n)
{
int count = 0;
while (n)
{
if (n % 2 == 1)
{
count++;
}
n = n / 2;
}
return count;
}
int main()
{
int a = 0;
scanf("%d", &a);
int ret = count_bit_one(a);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
上述代码处理正数时可以正常运行,但是处理正数时运行结果是不对的,拿-1来说,二进制补码中1的个数应该是32个,但上述代码运行结果为0,原因是-1%2==-1,count没有++,然后n=-1/2==0,退出循环,所以结果为0。
要想改进上述代码,只需要将int n改为unsigned int n,将传入的数当做无符号数即可
int count_bit_one(unsigned int n)
{
int count = 0;
while (n)
{
if (n % 2 == 1)
{
count++;
}
n = n / 2;
}
return count;
}
方法2:
采用右移位方法,然后将其按位与1就能得到每个二进制位是否为1
如13:00000000000000000000000000001101
按位与00000000000000000000000000000001
结果为1,说明有一个1
13右移以为得到00000000000000000000000000000110
按位与1结果为0,说明最后一位不是1,以此类推...
int count_bit_one(int n)
{
int i;
int count = 0;
for (i = 0; i < 32; i++)
{
if (1 == ((n >> i) & 1))
{
count++;
}
}
return count;
}
方法3:
该种方法很难想到,没执行一次n&(n-1)就会使得n的二进制位的最右边一个1消失,当n为0时,循环结束。
如13
n: 1101
n-1:1100
n: 1100
n-1: 1011
n: 1000
n-1:0100
n:0000 循环结束,n&(n-1)执行3次,也就是13的二进制补码中1的个数为3
int count_bit_one(int n)
{
int count = 0;
while (n)
{
n = n & (n - 1);
count++;
}
return count;
}