leetcode每日一题系列-数字转换为十六进制数-「进制转换+模运算」-「常规进制转换」

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leetcode-405-数字转换为十六进制数

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给定一个整数,编写一个算法将这个数转换为十六进制数。对于负整数,我们通常使用 补码运算 方法。

注意:

十六进制中所有字母(a-f)都必须是小写。 十六进制字符串中不能包含多余的前导零。如果要转化的数为0,那么以单个字符'0'来表示;对于其他情况,十六进制字符串中的第一个字符将不会是0字符。  给定的数确保在32位有符号整数范围内。 不能使用任何由库提供的将数字直接转换或格式化为十六进制的方法。 示例 1:

输入:
26

输出:
"1a"

示例 2:

输入:
-1

输出:
"ffffffff"

思路一:进制转换+模运算

  • 首先理解模运算要从计算机的存储本质来了解这里着重推荐一下CSAPP(深入理解计算机系统)
  • 这本书,里面第二章对于补码的讲解是我迄今为止看到过最全面最深刻最好懂的
  • 计算机并不会存储负数,所有负数都是通过补码的形式存储
  • 最高位为符号位
  • 本题可以通过模运算简单了解计算机是如何存储负数的
  • 我们假定一个场景我们时钟坏了,需要从八点调整到六点
  • 这个时候我们有两种调整方式:
    • 一种是往前调-2个单位
    • 一种是往后调10个单位
  • 这是我们可以理解为这两个数是相同的也就是模为12
  • 进制转换也可以如此,int类型的模位2322^32
  • 因此我们可以对负数做加法加上mod即可
  • 同时需要引入long型来做数字越界的计算
public String toHex(int num) {
    if (num == 0) {
        return "0";
    }
    long n = num;
    char[] c = new char[]{'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
            'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'};
    if (num < 0) {
        n = (long) (num + Math.pow(2, 32));
    }
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    while (n != 0) {
        sb = sb.insert(0, c[(int)(n % 16)]);
        n /= 16;
    }
    return sb.toString();
}
  • 时间复杂度O(lgnum)
  • 空间复杂度O(1)

思路二:常规进制转换

  • 正常十进制转十六进制就是先转成二进制,然后四个一组转换成十六进制
  • (1111)2(1111)_2做与运算即可求的从后到前每四位的值
  • 然后逻辑右移即可
  • 最后reverse()返回即可
public String toHex(int num) {
    char[] c = new char[]{'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
            'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'};
    if (num == 0) {
        return "0";
    }
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    while (num != 0) {
        int val = num & 15;
        sb.append(c[val]);
        num >>>= 4;
    }
    return sb.reverse().toString();
}
  • 时间复杂度O(lgnum)
  • 空间复杂度O(1)