LeetCode#476 Number Complement

Given a positive integer, output its complement number. The complement strategy is to flip the bits of its binary representation.

給一個正整數，算出他的二補數 (2’s complement)。 二補數就是將該數字的二進制碼全部翻轉過來。

Note:
The given integer is guaranteed to fit within the range of a 32-bit signed integer.
You could assume no leading zero bit in the integer’s binary representation.

Example 1:
Input: 5
Output: 2
Explanation: The binary representation of 5 is 101 (no leading zero bits), and its complement is 010. So you need to output 2.

由於 5 的二進制是 101 ， 所以他的補數便是 010 ， 整數是 2

Example 2:
Input: 1
Output: 0
Explanation: The binary representation of 1 is 1 (no leading zero bits), and its complement is 0. So you need to output 0.

由於 1 的二進制是 1 ， 所以他的補數便是 0 ， 整數是 0

第一次解題 : Accepted

將數字轉為二進制，尋遍二進制碼將數字轉換。

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func (_ num: Int) -> Int { let binary = String(num, radix: 2) var complement: String = "" for c in binary.characters { complement += c == "0" ? "1" : 大专栏  LeetCode#476 Number Complement - in Swift"string">"0" } return Int(complement, radix: 2)! }

Best Solution

遍尋一遍是很耗資源的做法。所以要使用二元運算的方法來解。

1. 先取得與二進制 num 相同長度的 mask
   5(101) -> 111
9(1001) -> 1111

2. 以 5(101) 舉例，取得 Most Significant Bit 就是影響這個數串最大的數字，也就是最左邊的數 -> (1)01。
   Java 有內建 Integer.highestOneBit(num) 的方法，但 Swift 只能自己手動建立，取得除了最大數為1其他數為0的值 -> (1)00
   接著對該數字利用下溢位 -1 ，取得 mask -> 111

3. 取得 mask 後，解題方法有二:

   3-1: 使用 ^ 運算子，相同數 XOR 交換
   num(101) ^ mask(111) = 010

   3-2: 使用 ~ 跟 & 運算子，對 num 作 NOT 運算取補數，並且跟 mask 作 AND 運算
   ~num(101) & 111 = 010
-> 11111111111111111111111111111010 & 0000...111 = 010

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func (_ num: Int) -> Int { var mask = 1 while(mask <= num) { mask <<= 1 } mask-=1 return num ^ mask }