C++中N個二進位制字串的按位與


在這個問題中,我們得到一個大小為n的二進位制字串陣列bin[]。我們的任務是編寫一個程式來查詢N個二進位制字串的按位與(&)。

在這裡,我們將取所有數字並找到它們的按位與,即bin[0] & bin[1] &... bin[n-2] & bin[n]

讓我們舉個例子來理解這個問題:

輸入

bin[] = {“1001”, “11001”, “010101”}

輸出

000001

解釋 −所有二進位制字串的按位與−

(1001) & (11001) & (010101) = 000001

為了解決這個問題,一種直接而簡單的方法是找到兩個二進位制字串的按位與,然後找到結果與下一個字串的按位與,依次類推,直到陣列的最後一個字串。

基本演算法如下:

初始 → result = bin[0] and i = 1

步驟1 − 重複步驟2和3,直到陣列結束。

步驟2 − result = result & bin[i]

步驟3 − i++;

步驟4 − 列印結果。

現在,讓我們用這種方法來解決示例:

bin[] = {“1001”, “11001”, “010101”}
result = bin[0] = 1001, i = 1

迭代1

result = 1001 & 11001 = 01001
i = 2

迭代2

result = 01001 & 010101 = 000001
i = 3. END

示例

用於說明上述解決方案的程式:

 線上演示

#include <iostream>
using namespace std;
int changeLength(string &a, string &b){
   int lengtha = a.length();
   int lengthb = b.length();
   int zeros = abs(lengtha-lengthb);
   if (lengtha<lengthb) {
      for (int i = 0 ; i<zeros; i++)
      a = '0' + a;
      return lengthb;
   }
   else {
      for (int i = 0 ; i<zeros; i++)
      b = '0' + b;
   }
   return lengtha;
}
string bitwiseAND(string binary1, string binary2){
   int length = changeLength(binary1,binary2);
   string result = "";
   for (int i = 0 ; i<length; i++){
      result = result+(char)((binary1[i] - '0' & binary2[i]-'0')+'0');
   }
   return result;
}
int main(){
   string bin[] = {"1001", "11001", "010101"};
   int n = sizeof(bin)/sizeof(bin[0]);
   string result;
   if (n<2){
      cout<<bin[n-1]<<endl;
   }
   else{
      result = bin[0];
      for (int i = 1; i<n; i++)
      result = bitwiseAND(result, bin[i]);
      cout <<result<<endl;
   }
}

輸出

000001

這種方法很簡單,但不是最有效的方法,因為它需要遍歷字串。

讓我們討論一個更有效的解決方案:

在這裡,我們將找到二進位制數中最小的位和最大的位的數量。然後,我們將找到每個位的按位與,最後我們將新增前導0(0的數量將是最大值 - 最小值)。

讓我們舉個例子來說明解決方案:

bin[] = {"1001", "11001", "010101"}
Largest = 010101 smallest = 1001
010101 & 1001 = 00001

示例

用於顯示上述方法實現的程式:

 線上演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
string bitwiseANDarray(string* bin, int n){
   string result;
   int minSize = INT_MAX;
   int maxSize = INT_MIN;
   for (int i = 0; i < n; i++) {
      reverse(bin[i].begin(), bin[i].end());
      minSize = min(minSize, (int)bin[i].size());
      maxSize = max(maxSize, (int)bin[i].size());
   }
   for (int i = 0; i < minSize; i++) {
      bool setBit = true;
      for (int j = 0; j < n; j++) {
         if (bin[j][i] == '0') {
            setBit = false;
            break;
         }
      }
      result += (setBit ? '1' : '0');
   }
   for (int i = 0; i<abs(maxSize-minSize); i++)
   result += '0';
   reverse(result.begin(), result.end());
   return result;
}
int main(){
   string arr[] = {"1001", "11001", "010101"};
   int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
   cout<<bitwiseANDarray(arr, n);
   return 0;
}

輸出

000001

更新於:2020年8月5日

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