算法中经常有一些很奇妙的技巧,良好的使用可以节省时间和空间复杂度。
接下来我们介绍算法中常用的两个技巧,位运算和奇偶数。
示例 1:
1 位运算
1.1 n & (n-1)
首先,n&(n-1)可以消除n中的最后一个1,这可以用来对n的1 bit位进行计数。- n = 4 = 1 0 0;n-1 = 3 = 0 0 1;
- n&(n-1) = (1 0 0) & (0 1 1 ) = ( 0 0 0 )
1.1.1 位1的个数
编写一个函数,获取一个正整数的二进制形式并返回其二进制表达式中设置位的个数(也被称为汉明重量)。
输入:n = 11
输出:3
解释:输入的二进制串 1011 中,共有 3 个设置位。
class Solution {
public:
int hammingWeight(int n) {
int result = 0;
while(n){
n = n & (n-1);
result++;
}
return result;
}
};
1.1.2 判断一个数是不是 2 的指数
给你一个整数n
,请你判断该整数是否是 2 的幂次方。如果是,返回 true
;否则,返回 false
。
如果存在一个整数 x
使得 n == 2x
,则认为 n
是 2 的幂次方。
示例 1:
输入:n = 1 输出:true 解释:20 = 1
class Solution {
public:
bool isPowerOfTwo(int n) {
if (n <= 0) return false;
return (n & (n-1)) == 0? true : false;
}
};
1.2 n ^ n = 0, n^0 = n
该位运算成对的数进行异或之后为0,故该位运算可以用来寻找一堆重复元素中的单个元素。1.2.1 查找只出现一次的元素
给你一个 非空 整数数组nums
,除了某个元素只出现一次以外,其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。
你必须设计并实现线性时间复杂度的算法来解决此问题,且该算法只使用常量额外空间。
示例 1 :
输入:nums = [2,2,1] 输出:1
class Solution {
public:
int singleNumber(vector& nums) {
int result = 0;
for(auto num:nums){
result ^= num;
}
return result;
}
};
1.2.2 寻找缺失的元素
给定一个包含[0, n]
中 n
个数的数组 nums
,找出 [0, n]
这个范围内没有出现在数组中的那个数。
示例 1:
输入:nums = [3,0,1] 输出:2 解释:n = 3,因为有 3 个数字,所以所有的数字都在范围 [0,3] 内。2 是丢失的数字,因为它没有出现在 nums 中。
class Solution {
public:
int missingNumber(vector<int>& nums) {
int result = 0;
result ^= nums.size();
for(int i=0; i<nums.size(); i++){
result ^= i ^ nums[i];
}
return result;
}
};