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AC 剑指 Offer II 003. 前 n 个数字二进制中

AC 剑指 Offer II 003. 前 n 个数字二进制中

作者: itbird01 | 来源:发表于2022-03-29 15:35 被阅读0次

    给定一个非负整数 n ,请计算 0 到 n 之间的每个数字的二进制表示中 1 的个数,并输出一个数组。

    示例 1:
    输入: n = 2
    输出: [0,1,1]
    解释:
    0 --> 0
    1 --> 1
    2 --> 10
    示例 2:

    输入: n = 5
    输出: [0,1,1,2,1,2]
    解释:
    0 --> 0
    1 --> 1
    2 --> 10
    3 --> 11
    4 --> 100
    5 --> 101

    说明 :
    0 <= n <= 105

    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。

    解法1

    把每个数字,通过java的Integer.toBinaryString(i)转换为二进制字符串,然后遍历,统计其中1的个数

    class Solution {
        /**
         * @Title: countBits
         * @Description:
         * @author: itbird
         * @date 2022年3月29日 下午3:11:07
         * @param n
         * @return int[] 时间复杂度: O(n*sizeOf(n)) 空间复杂度: O(n)
         */
        public int[] countBits(int n) {
            int[] res = new int[n + 1];
            for (int i = 0; i <= n; i++) {
                res[i] = getOneNums(i);
            }
            return res;
        }
    
        /**
         * @Title: getOneNums
         * @Description: 获取一个数字二进制表示中,有多少个1
         * @author: itbird
         * @date 2022年3月29日 下午3:13:32
         * @param i
         * @return int 时间复杂度: O(sizeOf(n)) 空间复杂度: O(n)
         */
        private int getOneNums(int i) {
            String binaryString = Integer.toBinaryString(i);
            int sum = 0;
            for (int j = 0; j < binaryString.length(); j++) {
                if (binaryString.charAt(j) == '1') {
                    sum++;
                }
            }
            return sum;
        }
    }
    

    解法2

    动态规划,偶数的2倍,这两个数1的个数肯定是相同的;奇数的1的个数,肯定是前面偶数的1的个数+1;

    class Solution {
        /**
         * @Title: countBits
         * @Description:
         * @author: itbird
         * @date 2022年3月29日 下午3:11:07
         * @param n
         * @return int[] 时间复杂度: O(n) 空间复杂度: O(n)
         */
        public int[] countBits(int n) {
            int[] res = new int[n + 1];
            for (int i = 0; i <= n; i++) {
                if ((i & 1) == 1) {
                    // 如果i是奇数,则比前一位偶数,多一个1
                    res[i] = res[i >> 1] + 1;
                } else {
                    // 如果i是偶数,则和前面最邻近的偶数,1的个数相等
                    res[i] = res[i >> 1];
                }
            }
            return res;
        }
    }
    

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