統計二進位制中1的個數

2021-06-26 16:35:17 字數 1535 閱讀 7879

題目:統計乙個無符號數中的二進位制表示中1的個數。

此演算法名為平行計算法。基本思想如下:

先兩兩(兩個二進位制位)分組統計每組出現的1的個數,而每組1的個數只可能是0個(00),1個(01)或2個(10),由(相加所得的)兩位的二進位制完全可以表示每組(兩個二進位制數)中1的個數;接著四四(4個二進位制位)的分組,每組內有兩個分別用兩位二進位制數表示的數字,而這些兩位二進位制數字又是上一步得來的表示1的個數的,因此在每組內把每兩位二進位制數當作乙個整體的數字來相加,就可以看出四四分組的每四個二進位制裡面有多少個1;以此類推......

下面這張圖很直觀(**於網路)

但是不足以說明我們求解的邏輯過程:例a=1001011101111101(16-bits)

1.兩兩分組,求每組的1的個數

1 0 0 1 0 1 1 0=01 00 00 0100 01 01 00

+ 0 1 1 1 1 1 1 1=00 01 01 01 01 01 01 01

1 1 1 21 2 2 1=01 01 01 10 01 10 10 01

注意:上下兩個二進位制數才是一組,這樣才能實現組內相加, 相加的結果用兩位二進位制來表示。

那麼怎樣用語言來實現呢?

肯定是兩個二進位制數相加來表示的,下面那個只留了8-bits的偶數字,只需把其與0101010101010101相與即可,即1001011101111101&0101010101010101(0x5555)=0001010101010101(01111111),另乙個是只留了奇數字,1001011101111101&1010101010101010(0xaaaa)=1000001000101000,得到的這個位模式不能與上面的那個偶數字直接相加(那不等於原來的數了麼),因為它是向右偏移了一位的(實質上對於原數而言,應該是第1位與第0位相加,第3位與第2位相加...第15位與第14位相加),很顯然,把我們得到的結果右移1位變為0100000100010100即可。

綜上,兩兩分組組內相加的最終表示就是(a&0x5555)+((a&0xaaaa)>>1);

2.四四分組,組內相加,求1的個數(原數變為0101 0110 0110 1001)

01 10 1001=0001 0010 0010 0001

+ 01 01 01 10=0001 0001 0001 0010

10 11 1111=0010 0011 0011 0011

怎樣由0101 0110 0110 1001變為0001 0010 00100001(只保留每組的低兩位),原數與0x3333相與即可,

怎樣由0101 0110 0110 1001變為0001 0001 00010010(只保留每組的高兩位),原數與0xcccc相與是不夠的,同樣存在1中的問題,把相與的結果右移兩位即可.

3.......

其實,問題的核心在於如何把每組的高位和低位剝離,實現組內相加,總結起來就一句話,用的著的位用1相與保留,不用的與0相與置0,組內的空位(在高位)用0補齊(16位),最後,不要忘了移位!

參考資料:

二進位制 二進位制中1的個數

題目 請實現乙個函式,輸入乙個整數,輸出該數二進位制表示中 1 的個數。例如,把 9 表示成二進位制是 1001,有 2 位是 1。因此,如果輸入 9,則該函式輸出 2。示例 1 輸入 00000000000000000000000000001011 輸出 3 解釋 輸入的二進位制串 0000000...

統計二進位制中1的個數(彙編)

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二進位制中1的個數 二進位制中0的個數

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