我是靠谱客的博主 欢喜学姐,最近开发中收集的这篇文章主要介绍高效计算一个字节中所有的1的个数。问题:高效计算一个字节中所有的1的个数思路1:转成字符串再输出思路2:利用位的与计算方案3:查表法附:测试代码,觉得挺不错的,现在分享给大家,希望可以做个参考。

概述

问题:高效计算一个字节中所有的1的个数

思路1:转成字符串再输出

这种方式效果肯定不好,因为字符串效率低,所以不推荐(代码略)

思路2:利用位的与计算

基本方法是对每一位进行与运行,如果是不是0,计数器就加1,这种效率还可以,代码如下:

public static int getOnes(byte b) {
	int count =  (b & 0b00000001) == 0 ? 0 : 1;
	count += (b & 0b00000010) == 0 ? 0 : 1;
	count += (b & 0b00000100) == 0 ? 0 : 1;
	count += (b & 0b00001000) == 0 ? 0 : 1;
	count += (b & 0b00010000) == 0 ? 0 : 1;
	count += (b & 0b00100000) == 0 ? 0 : 1;
	count += (b & 0b01000000) == 0 ? 0 : 1;
	count += (b & 0b10000000) == 0 ? 0 : 1;		
	return count;
}

实际上,代码还可以进一步优化,可以把变量count给省略,代码如下所示:

public static int getOnes(byte b) {
	return ((b & 0b00000001) == 0 ? 0 : 1) + 
			 ((b & 0b00000010) == 0 ? 0 : 1) + 
			 ((b & 0b00000100) == 0 ? 0 : 1) + 
			 ((b & 0b00001000) == 0 ? 0 : 1) + 
			 ((b & 0b00010000) == 0 ? 0 : 1) + 
			 ((b & 0b00100000) == 0 ? 0 : 1) + 
			 ((b & 0b01000000) == 0 ? 0 : 1) + 
			 ((b & 0b10000000) == 0 ? 0 : 1); 
}

实际上以上的代码的最外层括号是可以去掉的,但是了加上更清楚,而且在编辑的时候也会编译器也会去掉。

方案3:查表法

实际上一个字节只有256个值,如果我们建立一个数组,可以直接通过查表法直接找出结果。这是算法设计与分析中的经典的空间换时间的思路,这样的效率是最高的,数组如下所示。在调用的时候需要注意一点,如果直接使用一个字节访问数组,如 byte b = 128; 会报错。因为字节在访问时会被转换成 int 型,而在转换时由于高位的表示问题,当 b 大于127时,会变成负数。所以正确的访问方式是:ones[b&0xff]

static int[] ones = {
        0, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 
        1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 
        1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 
        2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 
        1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 
        2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 
        2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 
        3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 
        1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 
        2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 
        2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 
        3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 
        2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 
        3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 
        3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 
        4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 5, 6, 6, 7, 6, 7, 7, 8
        };

附:测试代码

	public static void main(String[] args) {
		for (int i = 0; i < 256; i++) {
			bts[i] = getOnes((byte) i);
			System.out.print(bts[i] + ", ");
		}
		System.out.println();
		for (int i = 0; i < 256; i++) {
			System.out.print(ones[i] + ", ");
		}
	}
0, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 5, 6, 6, 7, 6, 7, 7, 8, 
0, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 5, 6, 6, 7, 6, 7, 7, 8, 

最后

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