c - 计算无符号整数中的位数

Question

我想编写一个bitCount()在文件中命名的函数：bitcount.c它返回其无符号整数参数的二进制表示形式的位数。

这是我到目前为止所拥有的：

#include <stdio.h>

int bitCount (unsigned int n);

int main () {
    printf ("# 1-bits in base 2 representation of %u = %d, should be 0\n",
        0, bitCount (0));
    printf ("# 1-bits in base 2 representation of %u = %d, should be 1\n",
        1, bitCount (1));
    printf ("# 1-bits in base 2 representation of %u = %d, should be 16\n",
        2863311530u, bitCount (2863311530u));
    printf ("# 1-bits in base 2 representation of %u = %d, should be 1\n",
        536870912, bitCount (536870912));
    printf ("# 1-bits in base 2 representation of %u = %d, should be 32\n",
        4294967295u, bitCount (4294967295u));
    return 0;
}

int bitCount (unsigned int n) {
    /* your code here */
}

好的，当我运行它时，我得到：

# 1-bits in base 2 representation of 0 = 1, should be 0
# 1-bits in base 2 representation of 1 = 56, should be 1
# 1-bits in base 2 representation of 2863311530 = 57, should be 16
# 1-bits in base 2 representation of 536870912 = 67, should be 1
# 1-bits in base 2 representation of 4294967295 = 65, should be 32

RUN SUCCESSFUL (total time: 14ms)

它不会返回正确的位数。

在 C 中返回其无符号整数参数的二进制表示形式的位数的最佳方法是什么？

Answer 1

这是一个不需要迭代的解决方案。它利用了这样一个事实，即在二进制中添加位完全独立于位的位置，并且总和永远不会超过 2 位。00+00=00, 00+01=01, 01+00=01, 01+01=10. 第一次添加同时添加 16 个不同的 1 位值，第二次添加 8 个 2 位值，之后每个添加一半，直到只剩下一个值。

int bitCount(unsigned int n)
{
    n = ((0xaaaaaaaa & n) >> 1) + (0x55555555 & n);
    n = ((0xcccccccc & n) >> 2) + (0x33333333 & n);
    n = ((0xf0f0f0f0 & n) >> 4) + (0x0f0f0f0f & n);
    n = ((0xff00ff00 & n) >> 8) + (0x00ff00ff & n);
    n = ((0xffff0000 & n) >> 16) + (0x0000ffff & n);
    return n;
}

这是硬编码为 32 位整数，如果您的大小不同，则需要调整。

Answer 2

 int bitCount(unsigned int n) {

    int counter = 0;
    while(n) {
        counter += n % 2;
        n >>= 1;
    }
    return counter;
 }

Answer 3

事实证明，这里有一些非常复杂的计算方法。

下面的 impl （我学过的）只是循环在每次迭代中敲掉最低有效位。

int bitCount(unsigned int n) {

  int counter = 0;
  while(n) {
    counter ++;
    n &= (n - 1);
  }
  return counter;
}