位运算的5个题目和答案

1. 给定一个整数，将其转换为二进制表示后，返回其中位数为1的个数。

解答：使用位运算中的“与”操作符（&）和右移操作符（>>），循环判断每一位是否为1，统计个数即可。

def hammingWeight(n: int) -> int:
    count = 0
    while n != 0:
        count += n & 1
        n = n >> 1
    return count

2. 给定一个整数数组，其中只有一个数出现了一次，其他数都出现了两次，找出这个只出现一次的数。

解答：使用位运算中的“异或”操作符（^），将所有数进行异或操作，最终得到的结果就是出现了一次的数。

def singleNumber(nums: List[int]) -> int:
    res = 0
    for num in nums:
        res ^= num
    return res

3. 给定两个整数m和n，将其中的m位替换成n的二进制表示的后m位。

解答：使用位运算中的左移操作符（<<）和右移操作符（>>），将n的后m位左移m位，再将m的位置清零，最后进行“或”操作（|）即可。

def updateBits(m: int, n: int, i: int, j: int) -> int:
    mask = ~0 << (j + 1) | (1 << i) - 1
    m = m & mask
    n = n << i
    return m | n

4. 给定一个整数，判断是否为2的幂次方。

解答：使用位运算中的“与”操作符（&），判断该数的二进制表示中是否只有一位是1，如果是，则该数为2的幂次方。

def isPowerOfTwo(n: int) -> bool:
    return n > 0 and n & (n - 1) == 0

5. 给定一个整数，将其二进制表示中的所有0和1交换位置。

解答：使用位运算中的左移操作符（<<）、右移操作符（>>）和“异或”操作符（^），将所有0和1分别移到对应的位置上即可。

def exchangeBits(num: int) -> int:
    return (num >> 1 & 0x55555555) | (num << 1 & 0xaaaaaaaa)