LeetCode 第 231 号问题:2 的幂

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题目来源于 LeetCode 上第 231 号问题:2 的幂。题目难度为 Easy,目前通过率为 45.6% 。

题目描述

给定一个整数,编写一个函数来判断它是否是 2 的幂次方。

示例 1:

输入: 1
输出: true
解释: 2^0 = 1

示例 2:

输入: 16
输出: true
解释: 2^4 = 16

示例 3:

输入: 218
输出: false

题目解析

首先,先来分析一下 2 的次方数的二进制写法:

表格
表格

仔细观察,可以看出 2 的次方数都只有一个 1 ,剩下的都是 0 。根据这个特点,只需要每次判断最低位是否为 1 ,然后向右移位,最后统计 1 的个数即可判断是否是 2 的次方数。

代码很简单:

class Solution {
public:
    bool isPowerOfTwo(int n) {
        int cnt = 0;
        while (n > 0) {
            cnt += (n & 1);
            n >>= 1;
        }
        return cnt == 1;
    } 
};

该题还有一种巧妙的解法。再观察上面的表格,如果一个数是 2 的次方数的话,那么它的二进数必然是最高位为1,其它都为 0 ,那么如果此时我们减 1 的话,则最高位会降一位,其余为 0 的位现在都为变为 1,那么我们把两数相与,就会得到 0。

比如 2 的 3 次方为 8,二进制位 1000 ,那么 8 - 1 = 7,其中 7 的二进制位 0111。

图片描述

代码实现

利用这个性质,只需一行代码就可以搞定。

class Solution {
public:
    bool isPowerOfTwo(int n) {
        return (n > 0) && (!(n & (n - 1)));
    } 
};
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