Bit Manipulation总结(二)

这篇文章介绍通过位运算求解子集，反转二进制数，判断是否为2的幂等。

1，Number of 1 Bits
给定一个无符号的整数，输出它包含1的个数。

通过右移，依次与1位与，得到1的个数。 代码如下：

public class Solution {
    // you need to treat n as an unsigned value
    public int hammingWeight(int n) {
        int count = 0;
        for(int i = 0; i < 32; i++) {
            if((n >> i & 1) == 1) {
                count ++;
            }
        }
        return count;
    }
}

2，Subsets
给定一个没有重复元素的数组，输出所有的子集。
例如：给定nums[] = {1,2,3}
输出：[[3], [1], [2], [1,2,3], [1,3],[2,3],[1,2],[] ]

我们知道长度为n的集合，子集的个数为2的n次方个，我们通过0到2^n - 1正好可以表示子集的状态，具体代码如下：

public class Solution {
    public List<List<Integer>> subsets(int[] nums) {
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        List<List<Integer>> llist = new ArrayList<List<Integer>>();
        Arrays.sort(nums);
        int helper = 1;
        for(int i = 0; i < Math.pow(2, nums.length); i++) {
            for(int j = 0; j < nums.length; j++) {
                if(((i >> j) & helper) == 1) {
                    list.add(nums[j]);
                }
            }
            llist.add(new ArrayList<Integer>(list));
            list.clear();
        }
        return llist;
    }
}

3，Reverse Bits
给定一个无符号整数n，将它的二进制序列反转。

我们每次取n的最后一位，然后再通过左移，得到最终结果。 代码如下：

public class Solution {
    // you need treat n as an unsigned value
    public int reverseBits(int n) {
        int result = 0;
        for(int i = 0; i < 32; i++) {
            result = result << 1;
            result |= ((n >> i)& 1);
        }
        return result;
    }
}

4，Bitwise AND of Numbers Range
给定一个范围[m, n]，将这个区间所有的数字位与，包括m和n, 0 <= m <= n <= 2147483647，输出最后结果。
例如，给定[5,7]，输出：4

进行位与操作，位上有一个0，那么这个位置上肯定为0，因此我们只要从高位开始比较m和n，只要他们相等的位我们就保留，如果不相等就终止，因为后面肯定全为0。因为0 <= m <= n <= 2147483647,因此要把mask设定为长整型，因为把1左移31位后，如果是int型，最高位为符号位，与题意不符。代码如下：

public class Solution {
    public int rangeBitwiseAnd(int m, int n) {
        int result = 0;
        long mask = 1L << 31;
        while(mask > 0) {
            if((m & mask) == (n & mask)) {
                result |= (n & mask);
            } else {
                break;
            }
            mask = mask >> 1;
        }
        return result;
    }
}