How do you count the number of ones in a given integer’s binary representation.
Say you are given a number 20
, which is 10100
in binary, so number of ones is 2.
jamylak
128k30 gold badges230 silver badges230 bronze badges
asked Mar 21, 2013 at 6:24
What you’re looking for is called the Hamming weight, and there are a lot of algorithms to do it. Here’s another straightforward one:
def ones(n):
w = 0
while (n):
w += 1
n &= n - 1
return w
answered Mar 21, 2013 at 6:31
CairnarvonCairnarvon
25.5k9 gold badges51 silver badges65 bronze badges
1
Use the awesome collections
module.
>>> from collections import Counter
>>> binary = bin(20)[2:]
>>> Counter(binary)
Counter({'0': 3, '1': 2})
Or you can use the built-in function count()
:
>>> binary = bin(20)[2:]
>>> binary.count('1')
2
Or even:
>>> sum(1 for i in bin(20)[2:] if i == '1')
2
But that last solution is slower than using count()
answered Mar 21, 2013 at 6:27
TerryATerryA
58.5k11 gold badges114 silver badges142 bronze badges
9
>>> num = 20
>>> bin(num)[2:].count('1')
2
answered Mar 21, 2013 at 6:28
YarkeeYarkee
8,8965 gold badges28 silver badges29 bronze badges
1
The usual way to make this blinding fast is to use lookup tables:
table = [bin(i)[2:].count('1') for i in range(256)]
def pop_count(n):
cnt = 0
while n > 0:
cnt += table[n & 255]
n >>= 8
return cnt
In Python, any solution using bin
and list.count
will be faster, but this is nice if you want to write it in assembler.
vvvvv
23.7k19 gold badges47 silver badges74 bronze badges
answered Mar 21, 2013 at 6:37
Torsten MarekTorsten Marek
83k21 gold badges91 silver badges98 bronze badges
2
The int
type has a new method int.bit_count()
since python 3.10a, returning the number of ones in the binary expansion of a given integer, also known as the population count as follows:
n = 20
bin(n)
'0b10100'
n.bit_count()
returns 2
as it has 2 ones in the binary representation.
answered Sep 19, 2020 at 19:04
HamzaHamza
5,2253 gold badges27 silver badges42 bronze badges
The str.count method and bin function make short work of this little challenge:
>>> def ones(x):
"Count the number of ones in an integer's binary representation"
return bin(x).count('1')
>>> ones(20)
2
answered Mar 21, 2013 at 6:29
Raymond HettingerRaymond Hettinger
214k62 gold badges378 silver badges481 bronze badges
You can do this using bit shifting >>
and bitwise and &
to inspect the least significant bit, like this:
def count_ones(x):
result = 0
while x > 0:
result += x & 1
x = x >> 1
return result
This works by shifting the bits right until the value becomes zero, counting the number of times the least significant bit is 1 along the way.
answered Jan 29, 2020 at 16:00
I am a new coder and I found this one logic simple. Might be easier for newbies to understand.
def onesInDecimal(n):
count = 0
while(n!=0):
if (n%2!=0):
count = count+1
n = n-1
n = n/2
else:
n = n/2
return count
answered Jun 24, 2017 at 13:22
For a special case when you need to check quickly whether the binary form of the integer x
has only a single 1 (and thus is a power of 2), you can use this check:
if x == -(x | (-x)):
...
The expression -(x | (-x))
is the number that you get if you replace all 1s except the last one (the least significant bit) in the binary representation of x
with 0.
Example:
12 = 1100 in binary
-12 = …110100 in binary (with an infinite number of leading 1s)
12 | (-12) = …111100 in binary (with an infinite number of leading 1s)
-(12 | (-12)) = 100 in binary
answered Dec 27, 2021 at 23:35
1
If the input number is ‘number’
number =20
len(bin(number)[2:].replace('0',''))
Another solution is
from collections import Counter
Counter(list(bin(number))[2:])['1']
1
Способ 1.
str(4**255 + 2**255 - 255).count('1')
Приводим к строке, вызываем строковый метод подсчета символа.
Способ 2.
sum(1 for elem in bin(4**255+ 2**255 - 255)) if elem == '1')
Считаем количество единиц, так как функция bin переводит к строковому типу вида ‘0bxxx’, где xxx – цифры числа в двоичном представлении.
Способ 3.
Также существует несложный алгоритм.
4^255 = 2^(255 * 2)
степень двойки, будет обозначать единица в двоичном представлении данной суммы.
2^255
— аналогично.
С вычитанием интереснее, можно проследить следующую закономерность:
2^n - 2^m
— будет содержать n - m
единиц (проверьте это и докажите самостоятельно).
Отсюда сделаем следующий финт: -255 = -256 + 1 = -2^8 + 2^0
В итоге наше выражение: 2^(255 * 2) + 2^255 - 2^8 + 1
будет иметь 1 + (255 - 8) + 1
единицу, так как 2^255 - 2^8
четное число и значит нулевой бит у него будет нулевой и прибавление единицы добавит только единицу.
При помощи операции нахождения остатка и целочисленного деления можно достаточно несложно вычислить любую цифру числа.
Рассмотрим программу получения цифр двузначного числа:
num = 17
a = num % 10
b = num // 10
print(a)
print(b)
Результатом выполнения программы будут два числа:
7
1
То есть сначала мы вывели последнюю цифру числа, а затем первую цифру.
Запомни: последняя цифра числа определяется всегда как остаток от деления числа на 10 (% 10)
. Чтобы отщепить последнюю цифру от числа, необходимо разделить его нацело на 10 (// 10)
.
Рассмотрим программу получения цифр трёхзначного числа:
num = 754
a = num % 10
b = (num % 100) // 10
c = num // 100
print(a)
print(b)
print(c)
Результатом выполнения программы будут три числа:
4
5
7
То есть сначала мы вывели последнюю цифру числа, затем среднюю цифру, а затем первую цифру.
Алгоритм получения цифр n-значного числа
Несложно понять, по какому алгоритму можно найти каждую цифру n-значного числа num
:
- Последняя цифра:
(num % 101) // 100
; - Предпоследняя цифра:
(num % 102) // 101
; - Предпредпоследняя цифра:
(num % 103) // 102
; - …..
- Вторая цифра:
(num % 10n-1) // 10n-2
; - Первая цифра:
(num % 10n) // 10n-1
.
Решение задач
Задача 1. Напишите программу, определяющую число десятков и единиц в двузначном числе.
Решение. Число единиц – это последняя цифра числа, число десятков – первая цифра. Чтобы получить последнюю цифру любого числа, нужно найти остаток от деления числа на 10. Чтобы найти первую цифру двузначного числа, нужно поделить число нацело на 10. Программа, решающая поставленную задачу, может иметь следующий вид:
num = int(input())
last_digit = num % 10
first_digit = num // 10
print('Число десятков =', first_digit)
print('Число единиц =', last_digit)
Задача 2. Напишите программу, в которой рассчитывается сумма цифр двузначного числа.
Решение. Программа, решающая поставленную задачу, может иметь следующий вид:
num = int(input())
last_digit = num % 10
first_digit = num // 10
print('Сумма цифр =', last_digit + first_digit)
Задача 3. Напишите программу, которая печатает число, образованное при перестановке цифр двузначного числа.
Решение. Программа, решающая поставленную задачу, может иметь следующий вид:
num = int(input())
last_digit = num % 10
first_digit = num // 10
print('Искомое число =', last_digit * 10 + first_digit)
Задача 4. Напишите программу, в которую вводится трёхзначное число и которая выводит на экран его цифры (через запятую).
Решение. Программа, решающая поставленную задачу, может иметь следующий вид:
num = int(input())
digit3 = num % 10
digit2 = (num // 10) % 10
digit1 = num // 100
print(digit1, digit2, digit3, sep=',')
На чтение 3 мин Просмотров 707 Опубликовано 02.03.2023
Содержание
- Введение
- Длинный способ с циклом while
- Короткий способ циклом for
- Самый быстрый способ
- Заключение
Введение
В ходе статьи рассмотрим три вариации кода для определения количества разрядов в ведённом пользователем числе на языке программирования Python.
Длинный способ с циклом while
Дадим пользователю возможность ввести число:
n = int(input('Введите число: '))
Если было введено отрицательное число, нужно его сделать положительным. Для этого добавим его в модуль методом abs():
n = int(input('Введите число: '))
n = abs(n)
Добавим переменную count равную нулю:
n = int(input('Введите число: '))
n = abs(n)
count = 0
Создадим цикл while, который не закончится, пока n > 0. В цикле будем убирать последнюю цифру в переменной n, а к count прибавлять единицу:
n = int(input('Введите число: '))
n = abs(n)
count = 0
while n > 0:
n //= 10
count += 1
Осталось вывести результат:
n = int(input('Введите число: '))
n = abs(n)
count = 0
while n > 0:
n //= 10
count += 1
print(count)
# Введите число: 164832
# 6
Короткий способ циклом for
Обычно подобным не занимаются при помощи цикла for, но почему бы и нет. Как и в предыдущем способе даём пользователю возможность ввода числа, и добавляем его в модуль. Также создаём переменную count равную нулю:
n = abs(int(input('Введите число: ')))
count = 0
Создадим цикл for, в котором пройдёмся по количеству символов в переменной n. Внутри цикла прибавляем к count единицу:
n = abs(int(input('Введите число: ')))
count = 0
for i in range(len(str(n))):
count += 1
Выведем результат в консоль:
n = abs(int(input('Введите число: ')))
count = 0
for i in range(len(str(n))):
count += 1
print(count)
# Введите число: 111
# 3
Самый быстрый способ
Как и в предыдущих способах даём пользователю возможность ввода числа, и добавляем его в модуль:
n = abs(int(input('Введите число: ')))
Теперь в переменную count сохраним длину значения преобразованного в строковый тип данных в переменной n:
n = abs(int(input('Введите число: ')))
count = len(str(n))
Выведем результат:
n = abs(int(input('Введите число: ')))
count = len(str(n))
print(f'В числе {n} находится {count} разрядов.')
# Введите число: 17424312
# В числе 17424312 находится 8 разрядов.
Заключение
В ходе статьи мы с Вами разобрали целых 3 способа определить количество разрядов в числе в Python. Надеюсь Вам понравилась статья, желаю удачи и успехов! 🙂
Числа в Python 3: целые, вещественные, комплексные. Работа с числами и операции над ними.
Целые числа (int)
Числа в Python 3 ничем не отличаются от обычных чисел. Они поддерживают набор самых обычных математических операций:
x + y | Сложение |
x – y | Вычитание |
x * y | Умножение |
x / y | Деление |
x // y | Получение целой части от деления |
x % y | Остаток от деления |
-x | Смена знака числа |
abs(x) | Модуль числа |
divmod(x, y) | Пара (x // y, x % y) |
x ** y | Возведение в степень |
pow(x, y[, z]) | xy по модулю (если модуль задан) |
Также нужно отметить, что целые числа в python 3, в отличие от многих других языков, поддерживают длинную арифметику (однако, это требует больше памяти).
>>> 255 + 34 289 >>> 5 * 2 10 >>> 20 / 3 6.666666666666667 >>> 20 // 3 6 >>> 20 % 3 2 >>> 3 ** 4 81 >>> pow(3, 4) 81 >>> pow(3, 4, 27) 0 >>> 3 ** 150 369988485035126972924700782451696644186473100389722973815184405301748249
Битовые операции
Над целыми числами также можно производить битовые операции
x | y | Побитовое или |
x ^ y | Побитовое исключающее или |
x & y | Побитовое и |
x << n | Битовый сдвиг влево |
x >> y | Битовый сдвиг вправо |
~x | Инверсия битов |
Дополнительные методы
int.bit_length() – количество бит, необходимых для представления числа в двоичном виде, без учёта знака и лидирующих нулей.
>>> n = -37 >>> bin(n) '-0b100101' >>> n.bit_length() 6
int.to_bytes(length, byteorder, *, signed=False) – возвращает строку байтов, представляющих это число.
>>> (1024).to_bytes(2, byteorder='big') b'x04x00' >>> (1024).to_bytes(10, byteorder='big') b'x00x00x00x00x00x00x00x00x04x00' >>> (-1024).to_bytes(10, byteorder='big', signed=True) b'xffxffxffxffxffxffxffxffxfcx00' >>> x = 1000 >>> x.to_bytes((x.bit_length() // 8) + 1, byteorder='little') b'xe8x03'
classmethod int.from_bytes(bytes, byteorder, *, signed=False) – возвращает число из данной строки байтов.
>>> int.from_bytes(b'x00x10', byteorder='big') 16 >>> int.from_bytes(b'x00x10', byteorder='little') 4096 >>> int.from_bytes(b'xfcx00', byteorder='big', signed=True) -1024 >>> int.from_bytes(b'xfcx00', byteorder='big', signed=False) 64512 >>> int.from_bytes([255, 0, 0], byteorder='big') 16711680
Системы счисления
Те, у кого в школе была информатика, знают, что числа могут быть представлены не только в десятичной системе счисления. К примеру, в компьютере используется двоичный код, и, к примеру, число 19 в двоичной системе счисления будет выглядеть как 10011. Также иногда нужно переводить числа из одной системы счисления в другую. Python для этого предоставляет несколько функций:
- int([object], [основание системы счисления]) – преобразование к целому числу в десятичной системе счисления. По умолчанию система счисления десятичная, но можно задать любое основание от 2 до 36 включительно.
- bin(x) – преобразование целого числа в двоичную строку.
- hex(х) – преобразование целого числа в шестнадцатеричную строку.
- oct(х) – преобразование целого числа в восьмеричную строку.
Примеры:
>>> a = int('19') # Переводим строку в число >>> b = int('19.5') # Строка не является целым числом Traceback (most recent call last): File "", line 1, in ValueError: invalid literal for int() with base 10: '19.5' >>> c = int(19.5) # Применённая к числу с плавающей точкой, отсекает дробную часть >>> print(a, c) 19 19 >>> bin(19) '0b10011' >>> oct(19) '0o23' >>> hex(19) '0x13' >>> 0b10011 # Так тоже можно записывать числовые константы 19 >>> int('10011', 2) 19 >>> int('0b10011', 2) 19
Вещественные числа (float)
Вещественные числа поддерживают те же операции, что и целые. Однако (из-за представления чисел в компьютере) вещественные числа неточны, и это может привести к ошибкам:
>>> 0.1 + 0.1 + 0.1 + 0.1 + 0.1 + 0.1 + 0.1 + 0.1 + 0.1 + 0.1 0.9999999999999999
Для высокой точности используют другие объекты (например Decimal и Fraction)).
Также вещественные числа не поддерживают длинную арифметику:
>>> a = 3 ** 1000 >>> a + 0.1 Traceback (most recent call last): File "", line 1, in OverflowError: int too large to convert to float
Простенькие примеры работы с числами:
>>> c = 150 >>> d = 12.9 >>> c + d 162.9 >>> p = abs(d - c) # Модуль числа >>> print(p) 137.1 >>> round(p) # Округление 137
Дополнительные методы
float.as_integer_ratio() – пара целых чисел, чьё отношение равно этому числу.
float.is_integer() – является ли значение целым числом.
float.hex() – переводит float в hex (шестнадцатеричную систему счисления).
classmethod float.fromhex(s) – float из шестнадцатеричной строки.
>>> (10.5).hex() '0x1.5000000000000p+3' >>> float.fromhex('0x1.5000000000000p+3') 10.5
Помимо стандартных выражений для работы с числами (а в Python их не так уж и много), в составе Python есть несколько полезных модулей.
Модуль math предоставляет более сложные математические функции.
>>> import math >>> math.pi 3.141592653589793 >>> math.sqrt(85) 9.219544457292887
Модуль random реализует генератор случайных чисел и функции случайного выбора.
>>> import random >>> random.random() 0.15651968855132303
Комплексные числа (complex)
В Python встроены также и комплексные числа:
>>> x = complex(1, 2) >>> print(x) (1+2j) >>> y = complex(3, 4) >>> print(y) (3+4j) >>> z = x + y >>> print(x) (1+2j) >>> print(z) (4+6j) >>> z = x * y >>> print(z) (-5+10j) >>> z = x / y >>> print(z) (0.44+0.08j) >>> print(x.conjugate()) # Сопряжённое число (1-2j) >>> print(x.imag) # Мнимая часть 2.0 >>> print(x.real) # Действительная часть 1.0 >>> print(x > y) # Комплексные числа нельзя сравнить Traceback (most recent call last): File "", line 1, in TypeError: unorderable types: complex() > complex() >>> print(x == y) # Но можно проверить на равенство False >>> abs(3 + 4j) # Модуль комплексного числа 5.0 >>> pow(3 + 4j, 2) # Возведение в степень (-7+24j)
Для работы с комплексными числами используется также модуль cmath.
Для вставки кода на Python в комментарий заключайте его в теги <pre><code class=”python3″>Ваш код</code></pre>