Java面试题:统计一个字符串中整数的个数

来源:http://www.sh-fengwen.com 作者:瘦身美容 人气:159 发布时间:2019-09-11
摘要:别人家的面试题:统计“1”的个数 2016/05/27 · JavaScript· 5 评论 ·电子游戏美高梅网址,Javascript,算法 本文作者: 伯乐在线 -十年踪迹。未经作者许可,禁止转载! 欢迎加入伯乐在线 专

别人家的面试题:统计“1”的个数

2016/05/27 · JavaScript · 5 评论 · 电子游戏美高梅网址,Javascript, 算法

本文作者: 伯乐在线 - 十年踪迹 。未经作者许可,禁止转载!
欢迎加入伯乐在线 专栏作者。

小胡子哥 @Barret李靖 给我推荐了一个写算法刷题的地方 leetcode.com,没有 ACM 那么难,但题目很有趣。而且据说这些题目都来源于一些公司的面试题。好吧,解解别人公司的面试题其实很好玩,既能整理思路锻炼能力,又不用担心漏题 ╮(╯▽╰)╭。

长话短说,让我们来看一道题:

面试之中问到了一个算法:在一个字符串中,统计出现的整数的个数,连续的数字为一个整数(不考虑负数),字符串中不包含空格。我是用Java实现的。

统计“1”的个数

给定一个非负整数 num,对于任意 i,0 ≤ i ≤ num,计算 i 的值对应的二进制数中 “1” 的个数,将这些结果返回为一个数组。

例如:

当 num = 5 时,返回值为 [0,1,1,2,1,2]。

/** * @param {number} num * @return {number[]} */ var countBits = function(num) { //在此处实现代码 };

1
2
3
4
5
6
7
/**
* @param {number} num
* @return {number[]}
*/
var countBits = function(num) {
    //在此处实现代码
};
/**
* a10b20c30de40fg
* 思路:首先要遍历所有的字符,判断每个字符是不是数字,是数字的话就把它放在一个StringBuilder对象
* 里面并标记,下面一个字符要是数字就加在后面,不是数字的话,就把当前的StringBuilder里面的数字
* 塞到list里面,最后判断list长度即可
*/

public static void main(String[] args) {
    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    String s = scanner.next();
    scanner.close();    
    if (s != null && s.length() != 0) {
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        boolean isChar = false;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char c = s.charAt(i);
            if (c >= '0' && c <= '9') {
                sb.append(s.charAt(i));
                if (i == s.length() - 1) {
                    list.add(Integer.parseInt(sb.toString()));
                    sb.setLength(0);
                }
                isChar = false;
            } else {
                if (sb.length() > 0 && isChar == false) {
                    list.add(Integer.parseInt(sb.toString()));
                    sb.setLength(0);
                }
                isChar = true;
            }
        }
        System.out.println(list.size());        
    }
}

解题思路

这道题咋一看还挺简单的,无非是:

  • 实现一个方法 countBit,对任意非负整数 n,计算它的二进制数中“1”的个数
  • 循环 i 从 0 到 num,求 countBit(i),将值放在数组中返回。

JavaScript中,计算 countBit 可以取巧:

function countBit(n){ return n.toString(2).replace(/0/g,"").length; }

1
2
3
function countBit(n){
    return n.toString(2).replace(/0/g,"").length;
}

上面的代码里,我们直接对 n 用 toString(2) 转成二进制表示的字符串,然后去掉其中的0,剩下的就是“1”的个数。

然后,我们写一下完整的程序:

版本1

function countBit(n){ return n.toString(2).replace(/0/g,'').length; } function countBits(nums){ var ret = []; for(var i = 0; i <= nums; i++){ ret.push(countBit(i)); } return ret; }

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
function countBit(n){
   return n.toString(2).replace(/0/g,'').length;
}
 
function countBits(nums){
   var ret = [];
   for(var i = 0; i <= nums; i++){
       ret.push(countBit(i));
   }
   return ret;
}

上面这种写法十分讨巧,好处是 countBit 利用 JavaScript 语言特性实现得十分简洁,坏处是如果将来要将它改写成其他语言的版本,就有可能懵B了,它不是很通用,而且它的性能还取决于 Number.prototype.toString(2) 和 String.prototype.replace 的实现。

所以为了追求更好的写法,我们有必要考虑一下 countBit 的通用实现法。

我们说,求一个整数的二进制表示中 “1” 的个数,最普通的当然是一个 O(logN) 的方法:

function countBit(n){ var ret = 0; while(n > 0){ ret += n & 1; n >>= 1; } return ret; }

1
2
3
4
5
6
7
8
function countBit(n){
    var ret = 0;
    while(n > 0){
        ret += n & 1;
        n >>= 1;
    }
    return ret;
}

所以我们有了版本2

这么实现也很简洁不是吗?但是这么实现是否最优?建议此处思考10秒钟再往下看。


如果要是换个问法也是一样的,统计一个字符串中出现整数的和,只需要在下面加入一个遍历list,把所有的数字加一起就好了。

更快的 countBit

上一个版本的 countBit 的时间复杂度已经是 O(logN) 了,难道还可以更快吗?当然是可以的,我们不需要去判断每一位是不是“1”,也能知道 n 的二进制中有几个“1”。

有一个诀窍,是基于以下一个定律:

  • 对于任意 n, n ≥ 1,有如下等式成立:

countBit(n & (n - 1)) === countBit(n) - 1

1
countBit(n & (n - 1)) === countBit(n) - 1

这个很容易理解,大家只要想一下,对于任意 n,n – 1 的二进制数表示正好是 n 的二进制数的最末一个“1”退位,因此 n & n – 1 正好将 n 的最末一位“1”消去,例如:

  • 6 的二进制数是 110, 5 = 6 – 1 的二进制数是 101,6 & 5 的二进制数是 110 & 101 == 100
  • 88 的二进制数是 1011000,87 = 88 – 1 的二进制数是 1010111,88 & 87 的二进制数是 1011000 & 1010111 == 1010000

于是,我们有了一个更快的算法:

版本3

function countBit(n){ var ret = 0; while(n > 0){ ret++; n &= n - 1; } return ret; } function countBits(nums){ var ret = []; for(var i = 0; i <= nums; i++){ ret.push(countBit(i)); } return ret; }

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
function countBit(n){
    var ret = 0;
    while(n > 0){
        ret++;
        n &= n - 1;
    }
    return ret;
}
 
function countBits(nums){
   var ret = [];
   for(var i = 0; i <= nums; i++){
       ret.push(countBit(i));
   }
   return ret;
}

上面的 countBit(88) 只循环 3 次,而“版本2”的 countBit(88) 却需要循环 7 次。

优化到了这个程度,是不是一切都结束了呢?从算法上来说似乎已经是极致了?真的吗?再给大家 30 秒时间思考一下,然后再往下看。


if (list.size() > 0) {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        sum = sum + list.get(i);
    }
    System.out.println(sum);
}

本文由美高梅游戏平台网站发布于瘦身美容,转载请注明出处:Java面试题:统计一个字符串中整数的个数

关键词:

上一篇:前端面试中的常见的算法问题

下一篇:没有了

最火资讯