JavsScript手撕LeetCode之比特位计数

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题目

这是一道medium难度的题,本题是leetcode191-位1的个数的进阶版。

先看看题目: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。

示例 1:

输入: 2 输出: [0,1,1]

示例 2:

输入: 5 输出: [0,1,1,2,1,2]

进阶:

给出时间复杂度为O(n*sizeof(integer))的解答非常容易。但你可以在线性时间O(n)内用一趟扫描做到吗? 要求算法的空间复杂度为O(n)。 你能进一步完善解法吗?要求在C++或任何其他语言中不使用任何内置函数(如 C++ 中的 __builtin_popcount)来执行此操作。


解答

十进制转二进制

这是最简单的思路。但是时间复杂度是O(n^2)

/**
 * @param {number} num
 * @return {number[]}
 */
var countBits = function(num) {
    let result = [0];
    for (let i = 1; i <= num; i++) {
        let count = 0;
        let n = i;
        while (n) {
            count += n % 2; 
            n = n >> 1;
        }
        result[i] = count;
    }
    return result;
};

动态规划

动态规划最重要的是找出状态转移方程

十进制  =>    二进制
0      =>    0
1      =>    1
2      =>    10
3      =>    11
4      =>    100
5      =>    101
6      =>    110
7      =>    111
8      =>    1000
9      =>    1001

可以得出归纳方程,设 dp(n) 为数字n二进制中1的个数

/**
 * @param {number} num
 * @return {number[]}
 */
var countBits = function(num) {
    let result = [0];
    for (let i = 1; i <= num; i++) {
        if (i & 1) {
            result[i] = result[i - 1] + 1;
        } else {
            result[i] = result[i >> 1];
        }
    }
    return result;
};

更简洁的动态规划

上面的状态转移方程,其实可以转换为下面的方程。本质上还是一样的 dp(n) = dp(n/2) + n%2, 即dp(n) = dp(n\>\>1) + (n\&1)

/**
 * @param {number} num
 * @return {number[]}
 */
var countBits = function(num) {
    let result = [0];
    for (let i = 1; i <= num; i++) {
        result.push(result[i >> 1] + (i & 1));
    }
    return result;
};