2019-05-13 09:14:17 +08:00
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# LeetCode 第 342 号问题：4 的幂
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2019-05-13 09:08:48 +08:00
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题目来源于 LeetCode 上第 342 号问题：4 的幂。题目难度为 Easy，目前通过率为 45.3% 。
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### 题目描述
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给定一个整数 (32 位有符号整数)，请编写一个函数来判断它是否是 4 的幂次方。
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**示例 1:**
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```
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输入: 16
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输出: true
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```
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**示例 2:**
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```
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输入: 5
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输出: false
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```
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**进阶：**
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你能不使用循环或者递归来完成本题吗？
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### 题目解析
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这道题最直接的方法就是不停的去除以 4 ，看最终结果是否为 1 ，参见代码如下：
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```java
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class Solution {
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public boolean isPowerOfFour(int num) {
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while ( (num != 0) && (num % 4 == 0)) {
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num /= 4;
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}
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return num == 1;
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}
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}
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```
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不过这段代码使用了 **循环** ，逼格不够高。
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对于一个整数而言，如果这个数是 4 的幂次方，那它必定也是 2 的幂次方。
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我们先将 2 的幂次方列出来找一下其中哪些数是 4 的幂次方。
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| 十进制 | 二进制 |
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| ------ | ------------------------------- |
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| 2 | 10 |
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| 4 | **100** （1 在第 3 位） |
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| 8 | 1000 |
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| 16 | **10000**（1 在第 5 位） |
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| 32 | 100000 |
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| 64 | **1000000**（1 在第 7 位） |
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| 128 | 10000000 |
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| 256 | **100000000**（1 在第 9 位） |
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| 512 | 1000000000 |
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| 1024 | **10000000000**（1 在第 11 位） |
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找一下规律： 4 的幂次方的数的二进制表示 1 的位置都是在**奇数位**。
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之前在小吴的文章中判断一个是是否是 2 的幂次方数使用的是位运算 `n & ( n - 1 )`。同样的，这里依旧可以使用位运算：将这个数与特殊的数做位运算。
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这个特殊的数有如下特点：
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* 足够大，但不能超过 32 位，即最大为 1111111111111111111111111111111（ 31 个 1）
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* 它的二进制表示中奇数位为 1 ，偶数位为 0
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符合这两个条件的二进制数是：
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```java
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1010101010101010101010101010101
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```
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**如果用一个 4 的幂次方数和它做与运算，得到的还是 4 的幂次方数**。
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将这个二进制数转换成 16 进制表示：0x55555555 。有没有感觉逼格更高点。。。
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### 图片描述
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### 代码实现
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```java
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class Solution {
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public boolean isPowerOfFour(int num) {
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if (num <= 0)
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return false;
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//先判断是否是 2 的幂
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if ((num & num - 1) != 0)
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return false;
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//如果与运算之后是本身则是 4 的幂
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if ((num & 0x55555555) == num)
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return true;
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|
return false;
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}
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|
}
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```
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