刷题日记 338. 比特位计数

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一、题目描述:

338. 比特位计数 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)

给你一个整数 n ,对于 0 <= i <= n 中的每个 i ,计算其二进制表示中 1 的个数 ,返回一个长度为 n + 1 的数组 ans 作为答案。

示例 1:

输入:n = 2
输出:[0,1,1]
解释:
0 --> 0
1 --> 1
2 --> 10

示例 2:

输入:n = 5
输出:[0,1,1,2,1,2]
解释:
0 --> 0
1 --> 1
2 --> 10
3 --> 11
4 --> 100
5 --> 101

提示:

  • 0 <= n <= 10^5  

进阶:

  • 很容易就能实现时间复杂度为 O(n log n) 的解决方案,你可以在线性时间复杂度 O(n) 内用一趟扫描解决此问题吗?
  • 你能不使用任何内置函数解决此问题吗?(如,C++ 中的 __builtin_popcount )

二、思路分析:

做法1
这一做法考虑的情况较多,基本思想还是通过DP。首先对于奇数,他一定是通过偶数+1去得到,所以dp[i] = dp[i-1]+1;其次如果是偶数,分情况讨论,如果是偶次幂,那么一定是1;否则,dp[i] = dp[i-t]+dp[t],t为最接近i的偶次幂,原因就是一个非2次幂偶数一定是一个2次幂数与后面位数的排列组和的合

做法2
思考上面的做法可以得到一种更优的解法: 因为一个数的二次系数一定是可以拆分为2个数相加,即不变部分与可变部分。 上面的方法通过num&(num-1)将数字分为一个2次幂与一个偶数的和;实际上,通过num&(num-1)可以将一个数的最右端1抹去,等价于得到了一个在二进制位上最接近他并且小于他的数,可以得到dp[i] = dp[i&(i-1)]+1,从而去掉对奇偶数的判断

三、AC 代码:

class Solution {
    public int[] countBits(int num) {
        int [] dp = new int [num+1];
        dp[0] = 0;
        int pre = 0;
        for(int i=1;i<=num;i++){
            if(i%2!=0)    dp[i] = dp[i-1]+1;
            else{
                if(isTwice(i)){
                    pre = i;
                    dp[i] = 1;
                }else{
                    dp[i] = dp[i-pre]+dp[pre];
                }
            }
        }
        return dp;
    }
    public boolean isTwice(int num){
        return (num&(num-1))==0;
    }
}
class Solution {
    public int[] countBits(int num) {
        int [] dp = new int [num+1];
        dp[0] = 0;
        for(int i=1;i<=num;i++){
            dp[i] = dp[i & (i - 1)] + 1;
        }
        return dp;
    }
}