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比特位计数

比特位计数

作者: Houtasu | 来源:发表于2018-08-08 22:54 被阅读0次

    给定一个非负整数 num。对于 0 ≤ i ≤ num 范围中的每个数字 i ,计算其二进制数中的 1 的数目并将它们作为数组返回。

    示例 1:

    输入: 2
    输出: [0,1,1]
    示例 2:
    
    输入: 5
    输出: [0,1,1,2,1,2]
    

    进阶:

    • 给出时间复杂度为O(n*sizeof(integer))的解答非常容易。但你可以在线性时间O(n)内用一趟扫描做到吗?
    • 要求算法的空间复杂度为O(n)。
    • 你能进一步完善解法吗?要求在C++或任何其他语言中不使用任何内置函数(如 C++ 中的 __builtin_popcount)来执行此操作。
      解题思路:
      其实这些天LeetCode做下来,有很多题都是数学上的题。这些题是可以直接暴力循环来做,但要时间复杂度低,就要从数学上去想办法,找到类似通解的公式。这道题就是找规律。我们先把0-15的二进制码写出来:
    0000
    0001
    0010
    0011
    0100
    0101
    0110
    0111
    1000
    1001
    1010
    1011
    1100
    1101
    1110 #把14右移一位,前面补零,也就是14//2=7,它就和7一样了。
    1111 #把15右移一位,前面补零,它也和7一样了,但是我们右移删了1个1,所以要加回来
    

    那么得到的规律就是,对于偶数,它和它的一半的数的1是相等的。对于奇数,它的1的个数比它的一半的1的个数多1。所以,代码如下:

     def countBits(self, num):
            """
            :type num: int
            :rtype: List[int]
            """
            res = [0]
            for i in range(1,num+1):
                res.append(res[i>>1]+(i%2))
            return res
    

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