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  • leetcode-231-Power of Two

    题目描述:

    Given an integer, write a function to determine if it is a power of two.

     

    要完成的函数:

    bool isPowerOfTwo(int n) 

     

    说明:

    1、给定一个int型整数,判断它是不是2的幂。首先我们可以确定负数和0都不是2的幂。1是2的0次幂。

    2、如果一个数是2的幂的话,那么它可以一直除以2,直到最后等于1。如果在除以2的过程中,不能再除以2了,也就是变成了一个奇数,那么它不是2的幂。

       根据上述方法,我们可以构造出如下简单的代码:

        bool isPowerOfTwo(int n) 
        {
            if(n==0) return false;
            else if(n==1) return true;
            while(n!=1)
            {
                if(n%2==0)
                    n=n/2;
                else
                    return false;
            }
            return true;
        }

    上述代码实测6ms,beats 83.03% of cpp submissions。时间复杂度为O(logn)

    3、除了上述方法,我们还有没有其他方法呢?日常逛评论区…

    因为2的整数次幂其实在二进制上就是其他位为0,只有一位为1。所以大神又开始处理二进制了,在数学上找关系。

    假设n为2的整数次幂,只有一位为1,其他位都为0,那么n&(n-1)必定为0。其他的不满足只有一位为1,其他位为0的条件的数,都不能使得n&(n-1)成立。

    为什么?举几个例子:(下面为2进制表示)

    1和0,成立。1是2的0次幂。

    10和01,成立。2是2的1次幂。

    11和10,不成立。

    100和011,成立。4是2的2次幂。

    101和100,不成立。

    110和101,不成立。

    111和110,不成立。

    1000和0111,成立。8是2的3次幂。

    1001和1000,不成立。

    1010和1001,不成立。

    1011和1010,不成立。

    1100和1011,不成立。

    1101和1100,不成立。

    1110和1101,不成立。

    1111和1110,不成立。

    观察上述举的这么多的例子,我们可以发现,不成立的都是首位都为1的。首位都为1,那么逐位相与的结果必定不是为0。

    而只有2的整数次幂n,以及n-1,两者逐位相与的结果才会为0。

    所以我们可以构造出如下代码:

        bool isPowerOfTwo(int n) 
        {
            if(n<=0)
                return false;
            if((n&(n-1))==0)//(n&(n-1))最外层的括号要加上,因为如果n&(n-1)==0,先计算的是等于号
                return true;
            else
                return false;
        }

    时间复杂度缩小到O(1),而且二进制处理对于计算机来说更加直接,也更加省时间。

    4、还有另一种更加神奇的方法,笔者本人也是第一次见到,十分新颖。

    先附上代码:

        bool isPowerOfTwo(int n) 
        {
            if (n>0 && (1073741824 % n == 0))
                return true;
            else
                return false;
        }

    大神的这种方法,来源于对int型整数的深刻了解。

    int型整数中最大的2的整数次幂是2^30=1073741824,所有的2^k(k为整数)都能被2^30整除。而那些不是2^k的数,比如因子中含有不包括2的素数呀,或者普通的奇数等,都不能被2^30整除,因为2^30只含有30个2的因子。

    上述方法十分新颖独特,复杂度也是O(1)。实测时间跟3中的一样。

    不过要说最简单最便于计算机处理的方法,还是3中的位操作法。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/chenjx85/p/8831588.html
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