题目描述:
/* Return 1 when x contains an even number of 1s;0 otherwise. Assume W=32 */
int even_ones(unsigned x);
函数应该遵循位级整数编码规则,不过你可以假设数据类型int 有w=32位。
你的代码最多只能包含12个算术运算、位运算和逻辑运算。
代码如下:
1 int even_ones(unsigned x) 2 { 3 x = x ^ (x >> 1); 4 x = x ^ (x >> 2); 5 x = x ^ (x >> 4); 6 x = x ^ (x >> 8); 7 x = x ^ (x >> 16); 8 return !(x & 1); 9 }
代码分析:
我们首先用一个具体的数据来测试这段代码,比如我们用444164这个数字,444164的二进制为1101100011100000100.
第一次异或操作:
00000000000001101100011100000100
^
00000000000000110110001110000010
=
00000000000001011010010010000110
关于得出的这个结果,我们认为右起的第i位,表示原数第i位和第i+1位中包含1的奇偶情况。比如右起第0位为0,则原数第0和第1位包含1的个数为偶;而右起第1位为1,则原数第1位和第2位包含1的个数为奇。。。
为什么可以得出这个结论呢?x >> 1,我们假设这个数为x',而x'的第i位数实际上就是x的第i+1位,所以x ^ x',实际就是x的第i位与第i+1位异或,而异或的定义为相同为0,不同为1,所以如果这两位都为1或都为0,包含偶数个1,则结果为0,反之亦然。
第二次异或操作:
00000000000001011010010010000110
^
00000000000000010110100100100001
=
00000000000001001100010110100111
关于得出的这个结果,我们认为右起的第i位,表示原数第i位和第i+1,i+2,i+3位中包含1的奇偶情况。为什么能得出这样的结论?我们先看第一次操作的结果,第0位表示原数的第0和第1位的情况,第1位表示原数第1位和第2位的情况,第2位表示原数第2位和第3位的情况。。。我们假设第2次异或操作的数为x2,而x2 >> 2 的结果为 x2',这时,x2'的第0位其实是x2的第2位,所以x2 ^ x2' 实际上是x2的第i位和第i+2位的异或,而我们前面提到 第0位表示原数的第0和第1位的情况,第2位表示原数第2位和第3位的情况,所以第二次操作得出的结果的第i位是 x2的第i位和第i+2位的异或,即表示原数第i位和第i+1,i+2,i+3位中包含1的奇偶情况。
剩下的几次异或操作分析很上面类似。。。
整个操作的形式化表示如下:
1.x ^ (x >> 1)
x:
x >> 1:
x ^ (x >> 1):
2.x ^ (x >> 2)
x:
x >> 2:
x ^ (x >> 2):
3.x ^ (x >> 4)
x:
x >> 4:
x ^ (x >> 4):
4.x ^ (x >> 8)
x:
x >> 8:
x ^ (x >> 8):
5.x ^ (x >> 16)
x:
x >> 16:
x ^ (x >> 16):