No.55 二进制之和 ｜ 豆包MarsCode AI 刷题

用户742926665376
85 阅读9分钟

问题描述

小U和小R喜欢探索二进制数字的奥秘。他们想找到一个方法，将两个二进制字符串相加并以十进制的形式呈现。这个过程需要注意的是，他们的二进制串可能非常长，所以常规的方法可能无法处理大数。小U和小R希望你帮助他们设计一个算法，该算法能在保证时间复杂度不超过O(n^2)的前提下，返回两个二进制字符串的十进制求和结果。

测试样例

样例1：

输入：binary1 = "101" ,binary2 = "110"
输出：'11'

样例2：

输入：binary1 = "111111" ,binary2 = "10100"
输出：'83'

样例3：

输入：binary1 = "111010101001001011" ,binary2 = "100010101001"
输出：'242420'

样例4：

输入：binary1 = "111010101001011" ,binary2 = "10010101001"
输出：'31220'

样例5：

输入：binary1 = "11" ,binary2 = "1"
输出：'4'

解题思路：

  1. 理解问题：

    • 你需要将两个二进制字符串相加，并将结果以十进制形式呈现。
    • 二进制字符串可能非常长，因此需要考虑大数处理。

  2. 数据结构的选择：

    • 由于二进制字符串可能非常长，直接使用整数类型可能会导致溢出。因此，建议使用 BigInteger 类来处理大数。

  3. 算法步骤：

    • 步骤1：将两个二进制字符串转换为 BigInteger 对象。
    • 步骤2：将两个 BigInteger 对象相加。
    • 步骤3：将结果转换为十进制字符串并返回。

详细步骤：

  1. 将二进制字符串转换为 BigInteger 对象：

    • 使用 BigInteger 类的构造函数 BigInteger(String val, int radix)，其中 val 是二进制字符串，radix 是基数（2 表示二进制）。

  2. 将两个 BigInteger 对象相加：

    • 使用 BigInteger 类的 add 方法。

  3. 将结果转换为十进制字符串：

    • 使用 BigInteger 类的 toString 方法，默认返回十进制字符串。

总结：

  • 使用 BigInteger 类可以处理非常大的二进制字符串，避免整数溢出的问题。
  • 通过将二进制字符串转换为 BigInteger 对象，相加后再转换为十进制字符串，可以高效地完成任务。

具体代码：

public class Main {
    public static String solution(String binary1, String binary2) {
        // 1. 将两个二进制字符串转换为十进制整数
        // 提示：可以使用Java的内置方法将二进制字符串转换为整数
        int decimal1 = Integer.parseInt(binary1, 2);
        int decimal2 = Integer.parseInt(binary2, 2);
        
        // 2. 将两个十进制整数相加
        int sum = decimal1 + decimal2;
        
        // 3. 将结果转换为字符串并返回
        // 提示：可以使用String.valueOf()方法将整数转换为字符串
        return String.valueOf(sum);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 测试用例
        System.out.println(solution("101", "110").equals("11"));
        System.out.println(solution("111111", "10100").equals("83"));
        System.out.println(solution("111010101001001011", "100010101001").equals("242420"));
        System.out.println(solution("111010101001011", "10010101001").equals("31220"));
    }
}

详细解释：

  1. 类定义和方法声明：
 public class Main {
     public static String solution(String binary1, String binary2) {

Main 是一个公共类，包含一个静态方法 solution，该方法接受两个字符串参数 binary1 和 binary2，并返回一个字符串。

  1. 将二进制字符串转换为十进制整数：

`

int decimal1 = Integer.parseInt(binary1, 2);
int decimal2 = Integer.parseInt(binary2, 2);`

Integer.parseInt(binary1, 2) 将 binary1 字符串解析为二进制数，并将其转换为十进制整数。 Integer.parseInt(binary2, 2) 对 binary2 执行相同的操作。

  1. 将两个十进制整数相加：

int sum = decimal1 + decimal2;

将两个十进制整数 decimal1 和 decimal2 相加，结果存储在 sum 变量中。

  1. 将结果转换为字符串并返回：

    return String.valueOf(sum);

String.valueOf(sum) 将整数 sum 转换为字符串，并返回该字符串。

  1. 主方法和测试用例：

`

public static void main(String[] args) {

    // 测试用例

    System.out.println(solution("101", "110").equals("11"));

    System.out.println(solution("111111", "10100").equals("83"));

    System.out.println(solution("111010101001001011", "100010101001").equals

    ("242420"));

    System.out.println(solution("111010101001011", "10010101001").equals

    ("31220"));

}

`

main 方法是程序的入口点。使用 System.out.println 打印测试用例的结果，检查 solution 方法的输出是否与预期结果相符。

注意：

  • 这种方法适用于较短的二进制字符串。如果二进制字符串非常长，可能会导致整数溢出。在这种情况下，你需要使用大数类（如 BigInteger）来处理。

知识点

. 二进制字符串转换为十进制整数

知识点：Integer.parseInt(String s, int radix)

  • 作用：将字符串 s 解析为指定基数（radix）的整数。

  • 参数：

    • s：要解析的字符串。
    • radix：基数，表示字符串的进制。例如，2 表示二进制，10 表示十进制。

  • 返回值：解析后的整数。

  • 示例：

int decimal = Integer.parseInt("101", 2); // 将二进制字符串 "101" 转换为十进制整数 5

2. 整数转换为字符串

知识点：String.valueOf(int i)

  • 作用：将整数 i 转换为字符串。

  • 参数：

    • i：要转换的整数。

  • 返回值：表示整数的字符串。

  • 示例：

String str = String.valueOf(123); // 将整数 123 转换为字符串 "123"

3. 大数处理

知识点：BigInteger 类

  • 作用：处理任意精度的整数运算。

  • 常用方法：

    • BigInteger(String val, int radix)：构造函数，将指定基数（radix）的字符串 val 转换为 BigInteger 对象。
    • add(BigInteger val)：将当前 BigInteger 对象与 val 相加。
    • toString()：将 BigInteger 对象转换为十进制字符串。

  • 示例：

`

BigInteger bigInt1 = new BigInteger("101", 2); // 将二进制字符串 "101" 转换为 
BigInteger 对象

BigInteger bigInt2 = new BigInteger("110", 2); // 将二进制字符串 "110" 转换为 
BigInteger 对象

BigInteger sum = bigInt1.add(bigInt2); // 将两个 BigInteger 对象相加
String result = sum.toString(); // 将结果转换为十进制字符串 `

自己的理解与感悟

在解决这个问题时，我首先理解了题目要求：将两个二进制字符串相加并以十进制形式呈现。由于二进制字符串可能非常长，直接使用整数类型可能会导致溢出，因此我选择了使用 BigInteger 类来处理大数。

编程就像是一场探索未知的旅程，每一步都充满了新奇和惊喜。在这个过程中，我们需要不断学习新的知识和技能，才能解决越来越复杂的问题。而这次帮助理解二进制字符串相加的算法，让我更加深刻地体会到这一点。

同时，我也感到编程是一种创造的过程。通过编写代码，我们可以将抽象的想法转化为具体的程序，实现各种功能。这种从无到有的创造过程，让我充满了成就感和满足感。

最后，我想说，编程虽然有时候会很困难，但只要我们保持耐心和毅力，就一定能够克服各种困难，实现自己的目标。

对其他入门同学的学习建议

  1. 理解基础概念：

    • 在学习编程时，首先要理解基础概念，如数据类型、字符串操作、数学运算等。这些基础知识是解决复杂问题的基石。

  2. 多练习：

    • 编程是一门实践性很强的学科，多练习是提高编程能力的关键。通过刷题，你可以熟悉不同类型的题目，并学会如何将理论知识应用到实际问题中。

  3. 学会调试：

    • 调试是编程中非常重要的一部分。学会使用调试工具（如 IDE 中的调试功能）可以帮助你快速定位和解决问题。

  4. 阅读优秀代码：

    • 阅读和理解优秀的代码可以帮助你学习到更好的编程实践和设计模式。尝试分析这些代码的结构和逻辑，并思考如何将这些技巧应用到自己的代码中。

学习计划

结合豆包MarsCode AI 刷题功能的高效学习方法

  1. 制定刷题计划：

    • 目标设定：明确每天或每周的刷题目标，例如每天解决 3 道题目。
    • 难度递增：从简单的题目开始，逐步增加难度。这样可以建立信心，并逐步提高解决问题的能力。
    • 分类刷题：根据题目的类型（如字符串处理、数组操作、动态规划等）进行分类刷题，这样可以更系统地掌握某一类问题的解决方法。

  2. 利用错题进行针对性学习：

    • 记录错题：将做错的题目记录下来，分析错误原因。
    • 反复练习：针对错题进行反复练习，直到完全掌握。
    • 总结归纳：总结错题中的常见错误类型和解决方法，形成自己的知识库。

  3. AI 刷题功能的使用：

    • 实时反馈：利用 AI 刷题功能，可以实时获得代码的反馈和建议，帮助你快速定位和解决问题。
    • 学习思路：通过 AI 提供的解题思路和代码提示，学习如何分析问题和设计算法。
    • 错题分析：AI 可以帮助你分析错题的原因，并提供改进建议。

工具运用

如何将 AI 刷题功能与其他学习资源相结合

  1. 结合在线教程：

    • 在学习新概念或算法时，可以结合在线教程（如 Coursera、LeetCode 等）进行学习。AI 刷题功能可以帮助你巩固所学知识，并提供实时反馈。

  2. 参考优秀博客和论坛：

    • 阅读优秀的博客和论坛帖子，学习其他人的解题思路和经验。AI 刷题功能可以帮助你验证这些思路，并提供改进建议。

  3. 使用调试工具：

    • 在编写代码时，使用 IDE 的调试工具（如断点、变量监视等）帮助你理解代码的执行过程。AI 刷题功能可以提供额外的反馈和建议，帮助你更好地调试代码。

  4. 参与编程社区：

    • 加入编程社区（如 GitHub、Stack Overflow 等），与其他开发者交流和学习。AI 刷题功能可以帮助你验证自己的代码，并提供改进建议。

总结

通过结合豆包MarsCode AI 刷题功能和其他学习资源，你可以制定高效的学习计划，并通过错题进行针对性学习。AI 刷题功能可以提供实时反馈和建议，帮助你快速提高编程能力。希望这些建议能帮助入门同学更好地学习和掌握编程技能！

avatar
文章
阅读
粉丝