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快速計算整數的二進制表示法中1的個數

題目:給定一個無符號32位整數x,求x的二進制表示法中含1的個數?

第一種算法:

int OneCount(unsigned int x)
{
  
for(int count=0; x>0; count++)
    x
&=x-1;//把最后面的1變0
  return count;
}


 上面算法的時間復雜度就是1的個數。

第二種算法(查表法):

const int idx[256]={0,1,1,,8}//0~255中含1的個數
int OneCount(unsigned int x)
{
  
int count=0;
  
for(; x>0; x>>=8)
     count
+=idx[x&255];
  
return count;
}

上面算法最多只需要4次循環,用空間換取時間。

第二種算法的另一種形式:

const int idx[256]={0,1,1,..,8}
int OneCount(unsigned int x)
{
  unsigned 
char* p=(unsigned char*)&x;
  
return idx[*p]+idx[*(p+1)]+idx[*(p+2)]+idx[*(p+3)];
}


第三種算法:

int OneCount(unsigned int x)
{
  x
=(x&0x55555555UL)+((x>>1)&0x55555555UL); //1
  x
=(x&0x33333333UL)+((x>>2)&0x33333333UL);//2
  x
=(x&0x0f0f0f0fUL)+((x>>4)&0x0f0f0f0fUL); //3
  x
=(x&0x00ff00ffUL)+((x>>8)&0x00ff00ffUL); //4
  x
=(x&0x0000ffffUL)+((x>>16)&0x0000ffffUL);//5
  
return x;
}

解釋:比如對于一個8位的整數122,用二進制表達0111 1010(abcd efgh),第1行代碼的功能是x=0b0d 0f0h+0a0c 0e0g,兩位一組,分別計算四組(a,b; c,d; e,f; g,h; )中1的個數,本例中x=0101 0000+0001 0101=0110 0101(更新的abcd efgh),在此基礎上,再分組,就是第二行的功能x=00cd 00gh+00ab 00ef,四位一組(abcd; efgh),分別計算這兩組包含1的個數,本例中x=0010 0001+0001 0001=0011 0010(更新abcd efgh),再8位一組,如第三行所示,x=0000 efgh+0000abcd=0000 0010+0000 0011=0000 0101=5,所以該整數122共包含5個1。

本算法思想:歸并,對于一個32位的整數,先分成16組,統計每組(2位)中1的個數,再將統計的結果兩兩合并,得到8組,在此基礎上又合并得到4組,2組,1組,進而得到最終結果。


 

posted on 2010-10-29 16:33 oliver 閱讀(4621) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: Algorithm

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