brian kernighan算法通过n & (n - 1)每次消除最右的1,操作次数即为1的个数,时间复杂度o(k);java推荐使用integer.bitcount(),其底层优化高效且支持负数补码统计。

Java 中可以通过位运算高效统计一个整数二进制表示中 1 的个数,最常用且高效的方法是 Brian Kernighan 算法,它的时间复杂度为 O(k),k 是二进制中 1 的个数,比遍历所有 32 位更优。
用 n & (n - 1) 消除最低位的 1
核心思想:对任意正整数 n,n & (n - 1) 能将 n 的二进制表示中最右边的一个 1 变成 0,其余位不变。重复该操作直到 n 变为 0,操作次数就是 1 的个数。
例如:
n = 12 → 二进制为 1100
n - 1 = 11 → 1011
n & (n - 1) = 1100 & 1011 = 1000(消掉最右的 1)
继续:1000 & 0111 = 0000 → 共 2 次,所以 12 的二进制有 2 个 1。
代码实现:
public static int bitCount(int n) {
int count = 0;
while (n != 0) {
n = n & (n - 1);
count++;
}
return count;
}
使用 Java 内置方法 Integer.bitCount()
Java 提供了优化过的内置方法 Integer.bitCount(int i),底层使用查表法 + 分治(类似 SWAR 算法),性能极高,推荐在实际项目中直接使用。
示例:
在 Java 中初始化和管理阿里云 SDK客户端。包括单例模式、线程安全、endpoint 与 region 配置、VPC 终端节点、同步与异步等。
int n = -5; // 补码形式,bitCount 会正确统计所有 32 位中的 1 System.out.println(Integer.bitCount(n)); // 输出 31(因为 -5 的补码有 31 个 1)
注意:该方法对负数也有效,按 32 位补码处理。
手动遍历每一位(适合理解原理)
通过 n & 1 判断最低位是否为 1,再用 n >>> 1 无符号右移一位(避免负数补 1 干扰)。
- 每次取末位:count += n & 1
- 无符号右移:n = n >>> 1
- 循环 32 次(或直到 n == 0)
代码片段:
public static int bitCountManual(int n) {
int count = 0;
for (int i = 0; i >> 1;
}
return count;
}
扩展:long 类型怎么办?
对于 long,可用 Long.bitCount(long l);若需手动实现,原理相同,但需循环 64 次,或用类似 Brian Kernighan 的写法(n & (n - 1) 对 long 同样适用)。
示例:
long x = 0x1L
Java免费学习笔记:立即使用
解锁 Java 大师之旅:从入门到精通的终极指南










