本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。

每日一题做题记录，参考官方和三叶的题解

题目要求

思路一：遍历

直接按照题目要求开始模拟，遍历每一位并与上一位比较。

Java

class Solution {
    public boolean hasAlternatingBits(int n) {
        int pre = -1;
        while(n != 0) {
            int cur = n & 1; //取末位
            if((pre ^ cur) == 0) //是否与上一位相同
                return false;
            pre = cur;
            n >>= 1; // 右移
        }
        return true;
    }
}

• 时间复杂度：$O\log n)$
• 空间复杂度：$O(1)$

C++

【哦~它和java简直可以嗦一模一样呢】

class Solution {
public:
    bool hasAlternatingBits(int n) {
        int pre = -1;
        while(n != 0) {
            int cur = n & 1; //取末位
            if((pre ^ cur) == 0) //是否与上一位相同
                return false;
            pre = cur;
            n >>= 1; // 右移
        }
        return true;
    }
};

• 时间复杂度：$O(\log n)$
• 空间复杂度：$O(1)$

思路二：交替位二进制数性质

应用一下交替位二进制数的性质——右移后仍是交替位二进制数，且与原数异或会得到连续的数个$0$和连续的数个$1$组成的二进制串，形如$00\dots 000111\dots 11$，对这个结果加一会进位得到一个$00\dots001000\dots0$的结果，将二者按位与会得到0（因为恰好每一位都不相同）。

Java

class Solution {
    public boolean hasAlternatingBits(int n) {
        int x = n ^ (n >> 1);
        return (x & (x + 1)) == 0;
    }
}

• 时间复杂度：$O(1)$
• 空间复杂度：$O(1)$

C++

【哦~它和java还是有一点不一样的，注意一下要用long，其实没太懂它们两个int的区别，大概是符号位的问题？】

class Solution {
public:
    bool hasAlternatingBits(int n) {
        long x = n ^ (n >> 1); //如果int会overflow
        return (x & (x + 1)) == 0;
    }
};

• 时间复杂度：$O(1)$
• 空间复杂度：$O(1)$

思路三：对立事件

一个用一行代码解决的思路，然而只是对于Python比较方便，时间复杂度也挺高的，但是思路很有趣。
$0$、$1$交替出现，也就是说不会有$00$、$11$出现，也就是对立事件的概念，那么就去扫描是否有匹配的子串。

Java

class Solution {
    public boolean hasAlternatingBits(int n) {
        return Integer.toBinaryString(n).indexOf("00") == -1 && Integer.toBinaryString(n).indexOf("11") == -1;
    }
}

• 时间复杂度：$O(m * n)$，indexOf的复杂度，即原字符串长度和匹配字符串长度之积
• 空间复杂度：$O(1)$

C++

没想到今天题目卡在这儿了，就为了python一行搞定，查了半天c++的二进制容器。

class Solution {
public:
    bool hasAlternatingBits(int n) {
        bitset<32> bit(n); //转为二进制
        string str =  bit.to_string();
        //去除前面多余的0
        int i = 0;
        while(i < str.length() && str[i] == '0')
            i++;
        str = str.erase(0, i);
        
        return str.find("00") == -1 && str.find("11") == -1;
    }
};

• 时间复杂度：$O(m * n)$
• 空间复杂度：$O(n)$

bitset

• 学习参考资料
• 简介
  • 由若干个位构成，易于修改中间的某一位。
  • 初始化bitset<N> bit(num)，$N$表示容器大小是一个整型常数，$num$可以是一个十进制数，也可以是01字符串。

Python

class Solution(object):
    def hasAlternatingBits(self, n):
        return all(p not in bin(n) for p in ('00', '11'))

• 时间复杂度：$O(m * n)$
• 空间复杂度：$O(1)$

总结

题目很简单，但能延伸出很多内容。
法二想到利用交替位二进制数自身的特性进行计算，是一种精巧高效的方法。
法三……能想到对立事件很巧妙，但是C++写就额外引出了很多内容。

欢迎指正与讨论！