LeetCode——476. 数字的补数(Number Complement)[简单]——分析及代码（C++）

一、题目

给你一个 正 整数 num ，输出它的补数。补数是对该数的二进制表示取反。

示例 1：

输入：num = 5
输出：2
解释：5 的二进制表示为 101（没有前导零位），其补数为 010。所以你需要输出 2 。

示例 2：

输入：num = 1
输出：0
解释：1 的二进制表示为 1（没有前导零位），其补数为 0。所以你需要输出 0 。

提示：

• 给定的整数 num 保证在 32 位带符号整数的范围内。
• num >= 1
• 你可以假定二进制数不包含前导零位。
• 本题与 1009 https://leetcode-cn.com/problems/complement-of-base-10-integer/ 相同

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/number-complement
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二、分析及代码

1. 逐位处理

（1）思路

从低到高依次处理 num 的各个二进制位，计算得到补数。

（2）代码

class Solution {
    
    
public:
    int findComplement(int num) {
    
    
        int ans = 0, i = 0;//补数，当前数位
        while (num > 0) {
    
    //从低到高处理num的各二进制位
            ans |= ((num & 1) ^ 1) << i++;//将ans的第i二进制位取为num在该位的反值
            num >>= 1;//num右移一位
        }
        return ans;
    }
};

（3）结果

执行用时 ：0 ms，在所有 C++ 提交中击败了 100.00% 的用户；
内存消耗 ：5.8 MB，在所有 C++ 提交中击败了 87.01% 的用户。

2. 掩码异或

（1）思路

构造与 num 相同二进制位数的掩码，它们的异或值即为所求解的补数。

（2）代码

class Solution {
    
    
public:
    int findComplement(int num) {
    
    
        int highbit = 0;//num二进制表示的最高非零位
        while (num >> highbit > 0) {
    
    
            highbit++;
        }
        int mask = highbit == 31 ? 0x7fffffff : (1 << highbit) - 1;//与num相同位数的掩码，当长度为30时需防止溢出
        return mask ^ num;//num与掩码的异或值即为补数
    }
};

（3）结果

执行用时 ：0 ms，在所有 C++ 提交中击败了 100.00% 的用户；
内存消耗 ：5.9 MB，在所有 C++ 提交中击败了 52.31% 的用户。

三、其他

暂无。