每日一题11.6

11.6写题记录

每日一题 LeetCode1356

题目

根据数字二进制下1的数目排序

给你一个整数数组 arr 。请你将数组中的元素按照其二进制表示中数字 1 的数目升序排序。

如果存在多个数字二进制中 1 的数目相同，则必须将它们按照数值大小升序排列。

请你返回排序后的数组。

题解

首先肯定是最简单的想法，把1~10001每个二进制数有几个1打表，再根据1的个数将其重新排序，1数目相等的升序排列。

C++

排序改写了一下sort函数，排序方式改成了题目所要求的。

class Solution {
public:
    int get(int a)
    {
        int n=0;
        for(a;a>0;a/=2)
            n+=a%2;
        return n;
    }
    vector<int> sortByBits(vector<int>& arr)
    {
        vector<int>bit(10001,0);
        for(auto x:arr)
            bit[x]=get(x);
        sort(arr.begin(),arr.end(),[&](int x,int y)
        {
            if(bit[x] < bit[y])
                return true;
            if(bit[x] > bit[y])
                return false;
            return x < y; 
        });
    return arr;
    }
};

Java

Java中没有vector，于是用ArryList和Collections来写。Collection中的sort与C++中的sort作用差不多，但操作对象一般是list。需要重写Comparator接口中的compare函数,该函数返回值大于小于等于0分别代表第一个数大于小于等于第二个数。

class Solution 
{
    public int[] sortByBits(int[] arr) 
    {
        int[] bit = new int[10001];
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        for (int x : arr) 
        {
            list.add(x);
            bit[x] = get(x);
        }
        Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() 
        {
            public int compare(Integer x, Integer y) 
            {
                if (bit[x] != bit[y]) 
                    return bit[x] - bit[y];
                else
                    return x - y;
            }
        });
        for (int i = 0; i < arr.length; ++i)
            arr[i] = list.get(i);
        return arr;
    }

    public int get(int x) 
    {
        int res = 0;
        while (x != 0) 
        {
            res += x % 2;
            x /= 2;
        }
        return res;
    }
}

PS：get函数里的for循环有些问题，不能像C++那样直接写for(a;a>0;a/=2)必须要for(int x=a;x>0;x=x/2) 看了下书，上面只说“表达式一是初始化表达式”但我觉得以这个为理由有点扯，因为C++里表达式一也是initialization，也没在网上找到合理的解释，猜测应该跟JVM有关。等看完深入理解JVM来解答。

Go:

func get(x int) (c int) 
{
    for ; x > 0; x /= 2 
        c += x % 2
    return
}

func sortByBits(a []int) []int 
{
    sort.Slice(a, func(i, j int) bool 
    {
        x, y := a[i], a[j]
        cx, cy := get(x), get(y)
        return cx < cy || cx == cy && x < y
    })
    return a
}

时间复杂度\(O(nlogn)\)
空间复杂度\(O(n)\)

其他解法：
1.对于get(int a)函数的改进：

\( bit[i]=bit[i>>1]+(i\&1) \)

即 对于一个二进制数来说，它的1的个数等于右移一位的1的个数再加上其最后一位。

2.极(qi)简(ji)写(yin)法(qiao)
利用lamda表达式，bitset中的count函数，pair中默认比较大小的方式
\(\lambda\)

• lamda表达式 ——C++11标准

  • 基本语法 [capture](parameters) mutable ->return-type{statement}

    • [capture]：捕捉列表。捕捉列表总是出现在Lambda函数的开始处。实际上，[]是Lambda引出符。编译器根据该引出符判断接下来的代码是否是Lambda函数。捕捉列表能够捕捉上下文中的变量以供Lambda函数使用;
    • (parameters)：参数列表。与普通函数的参数列表一致。如果不需要参数传递，则可以连同括号“()”一起省略;
    • mutable：mutable修饰符。默认情况下，Lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。在使用该修饰符时，参数列表不可省略（即使参数为空）;
    • ->return-type：返回类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回类型。我们可以在不需要返回值的时候也可以连同符号->一起省略。此外，在返回类型明确的情况下，也可以省略该部分，让编译器对返回类型进行推导;
    • {statement}：函数体。内容与普通函数一样，不过除了可以使用参数之外，还可以使用所有捕获的变量。

  • 注意到，lamda表达式，与普通函数，最大的不同，在于拥有捕获列表。捕获列表有一下几种形式

    • [var]表示值传递方式捕捉变量var；
    • [=]表示值传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）；
    • [&var]表示引用传递捕捉变量var；
    • [&]表示引用传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）；
    • [this]表示值传递方式捕捉当前的this指针。

  • 注意的是，捕获列表可以组合，但是不能重复。

事实上，我认为lamda表达式就是一个用来增强代码可读性的函数，在泛型之上。

• bitset ——C++98标准
  • 头文件和命名空间声明

    #include<bitset>
    using namespace std::bitset
    

  • 类声明时要给出长度值，如
    bitset<32> bitvec
  • 可用unsigned值和string对象来初始化bitset类（string对象可以是完整的也可以是一半，比如：

    string str("1111111000000011001101");
    bitset<32> bitvec5(str, 5, 4); // 4 bits starting at str[5], 1100
    bitset<32> bitvec6(str, str.size() - 4);     // use last 4 characters
  

  • 函数

  bitvec.any()              //有1吗
  bitvec.none()             //有0吗
  bitvec.count()            //1的个数
  bitvec.size()             //位数
  bitvec[pos]               //pos处的二进制位
  bitvec.test(pos)          //pos处的二进制位是1吗
  bitvec.set()              //置1
  bitvec.set(pos)           //pos处置1
  bitvec.reset()            //置0
  bitvec.reset(pos)         //
  bitvec.flip()             //取反
  bitvec.flip(pos)          //
  bitvec.to_ulong()         //返回一个unsigned long值
  os << bitvec              //位集输出到os流
  

• pair ——C++98标准
  • 将2个数据合成一组数据的类，如map中的键值对。内部实现是一个结构体，两个成员变量是first和second。
  • 头文件和类模板

  #include <utility>
  template<class T1,class T2> struct pair
  

  • 函数

  pair<T1, T2> p1;            //创建一个空的pair对象（使用默认构造），它的两个元素分别是T1和T2类型，采用值初始化。
  pair<T1, T2> p1(v1, v2);    //创建一个pair对象，它的两个元素分别是T1和T2类型，其中first成员初始化为v1，second成员初始化为v2。
  make_pair(v1, v2);          // 以v1和v2的值创建一个新的pair对象，其元素类型分别是v1和v2的类型。
  p1 < p2;                    // 两个pair对象间的小于运算，其定义遵循字典次序：如 p1.first < p2.first 或者 !(p2.first < p1.first) && (p1.second < p2.second) 则返回true。
  p1 == p2；                  // 如果两个对象的first和second依次相等，则这两个对象相等；该运算使用元素的==操作符。
  p1.first;                   // 返回对象p1中名为first的公有数据成员
  p1.second;                 // 返回对象p1中名为second的公有数据成员
  

  • 创建pair对象时，必须提供两个类型名，两个类型名不必相同。定义时可以初始化。
  • pair对象作返回值时可以用std::tie来接收，比如：

  std::pair<std::string, int> getPreson() 
  {
      return std::make_pair("Sven", 25);
  }
  
  int main(int argc, char **argv) 
  {
      std::string name;
      int ages;
      std::tie(name, ages) = getPreson();
      std::cout << "name: " << name << ", ages: " << ages << std::endl;
      return 0;
  }
  

  • 去看了下源码，pair类是一个对象化的结构体，并且带参初始化参数类型是const T&。make_pair函数就是用来生成一个pair模板类对象的函数。pair类常用来作关联容器的成员函数的返回值，比如map和multimap。

题解：C++

class Solution {
public:
    vector<int> sortByBits(vector<int>& arr) {
        sort(arr.begin(), arr.end(), [&](int a, int b){
            return make_pair(bitset<32>(a).count(), a) < make_pair(bitset<32>(b).count(), b);
        });
        return arr;
    }
};

或

class Solution {
public:
    vector<int> sortByBits(vector<int>& arr) {
        sort(arr.begin(), arr.end(), [&](int a, int b){
            return pair{__builtin_popcount(a), a} < pair{__builtin_popcount(b), b};
        });
        return arr;
    }
};

来源：LeetCode：Monologue-S

Python3：

class Solution:
    def sortByBits(self, arr: List[int]) -> List[int]:
        return sorted(arr, key=lambda x:(bin(x).count("1"), x))

Python3性能竟然没有我想象当中那么差，震惊.jpg

总结

第一次正经写题解，写的好慢哦orz题目是很简单的题目，也没啥好总结的。昨天自己用快排写了一下，但性能属实辣鸡就不放了。
btw这是我第一次动手写位运算的题目，所以写题解的途中查了好些资料，菜菜。