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如何有效地確定一個數字是否是2的力量?

Linda Hamilton
Linda Hamilton原創
2025-01-29 19:41:09441瀏覽

How to Efficiently Determine if a Number is a Power of 2?

如何高效地判斷一個數是否為2的冪

問題:

如何在不使用浮點運算或位移運算的情況下,高效地判斷給定的數字是否為2的冪?

答案:

一個簡單高效的算法如下:

<code class="language-c#">bool IsPowerOfTwo(ulong number)
{
    return (number != 0) && ((number & (number - 1)) == 0);
}</code>

解釋:

位與運算符 (&) 比較操作數的每一位,如果兩個位都為 1,則返回 1,否則返回 0。通過從數字中減去 1,我們創建一個二進制數,其中最低有效位(在原數字中設置為 1 的位)設置為 1。如果原數字是 2 的冪,則減去 1 將清除最高設置位右側的所有位,使與運算的結果為 0。相反,如果原數字不是 2 的冪,則在減去 1 後,數字的二進製表示中將至少有兩個位設置為 1,導致與運算的結果為非零值。

示例:

考慮數字 8(二進制 1000)。減去 1 得到 7(二進制 0111),它只有一位設置為 1。8 和 7 的位與運算結果為 0,表明 8 是 2 的冪。

注意:

上述算法對 0 返回 true,而 0 不是 2 的冪。如果您想排除 0,可以修改算法如下:

<code class="language-c#">bool IsPowerOfTwo(ulong number)
{
    return (number > 0) && ((number & (number - 1)) == 0);
}</code>

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