一、leetcode地址
leetcode地址:https://leetcode-cn.com/problems/counting-bits/
二、题目 比特位计数
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。例如:
输入: 2
输出: [0,1,1]
三、解法
先分析,然后找规律,最后求解。
1、统计法
直接利用求二进制的函数,进行统计“1”的数量统计即可
class Solution:
def countBits(self, num: int) -> List[int]:
res=[]
for i in range(num+1):
res.append(bin(i).count('1'))
return res
2、递归
在做这一题的时候,二进制之间的规律并不清楚,我就在本子上从0开始写,然后规律就出现了
十进制数字 | 转为二进制 | ‘1’的个数 |
---|---|---|
0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2 | 10 | 1 |
3 | 11 | 2 |
4 | 100 | 1 |
5 | 101 | 2 |
6 | 110 | 2 |
7 | 111 | 3 |
8 | 1000 | 1 |
9 | 1001 | 2 |
... | ... | ... |
我们可以得到的信息是:
1、偶数的二进制末尾为0,奇数的二进制末尾为1,所以第一n个数是奇数的情况下,第n个数字的二进制中的‘1’的个数一定比第(n-1)个数字二进制中的‘1’的个数多1个。
2、当第n个数字为偶数时,第n个数字的二进制数右移一位就是第n/2的二进制数(这个是二进制的位运算),因为偶数二进制末尾为‘0’,故‘1’的个数不变。
递归的代码如下:
class Solution:
def countBits(self, num: int) -> List[int]:
res=[]
for i in range(num+1):
res.append(self.count(i))
return res
def count(self,num):
if num==0:
return 0
if num % 2==1:
return self.count(num-1)+1
return self.count(num//2)
3、动态规划
利用递归总结的规律,记录每一步的信息,直接调用值计算即可
代码如下:
class Solution:
def countBits(self, num: int) -> List[int]:
res=[0]*(num+1)
for i in range(1,num+1):
res[i]=res[i>>1]+(i&1)
return res
小提示:‘i>>1’表示位运算右移一位,‘i&1’表示奇偶性,奇数值为1,偶数值为0