解决这个问题有一个简单的技巧:

bool IsPowerOfTwo(ulong x)
{
    return (x & (x - 1)) == 0;
}

注意，这个函数对于0报告为真，因为0不是2的幂。如果你想排除这种情况，以下是方法:

bool IsPowerOfTwo(ulong x)
{
    return (x != 0) && ((x & (x - 1)) == 0);
}

解释

首先，MSDN定义中的按位二进制&运算符:

二进制和操作符是为整型和bool类型预定义的。为 整型，&计算其操作数的逻辑位与。 对于bool操作数，&计算其操作数的逻辑与;那 Is，当且仅当它的两个操作数都为真时，结果为真。

现在让我们来看看这一切是如何发生的:

该函数返回布尔值(true / false)，并接受一个unsigned long类型的传入参数(在本例中为x)。为了简单起见，让我们假设有人传递了值4，并像这样调用函数:

bool b = IsPowerOfTwo(4)

现在我们将x的每一次出现都替换为4:

return (4 != 0) && ((4 & (4-1)) == 0);

我们已经知道4 != 0的值为真，到目前为止还不错。但是:

((4 & (4-1)) == 0)

当然，这可以转化为:

((4 & 3) == 0)

但是4和3到底是什么呢?

4的二进制表示是100,3的二进制表示是011(记住&取这些数字的二进制表示)。所以我们有:

100 = 4
011 = 3

想象一下这些值像基本加法一样堆积起来。&运算符表示，如果两个值都等于1，则结果为1，否则为0。1 & 1 = 1,1 & 0 = 0,0 & 0 = 0, 0 & 1 = 0。我们来算算:

100
011
----
000

结果就是0。所以我们回过头来看看return语句现在转换成了什么:

return (4 != 0) && ((4 & 3) == 0);

现在翻译过来就是:

return true && (0 == 0);

return true && true;

我们都知道true && true就是true，这表明在我们的例子中，4是2的幂。

在发布了这个问题之后，我想到了以下解决方案:

我们需要检查是否有一个二进制数字是1。因此，我们只需将数字每次右移一位，如果它等于1则返回true。如果在任何时候我们得到一个奇数((number & 1) == 1)，我们知道结果是假的。这被证明(使用基准测试)对于(大)真值比原始方法略快，对于假值或小值则快得多。

private static bool IsPowerOfTwo(ulong number)
{
    while (number != 0)
    {
        if (number == 1)
            return true;

        if ((number & 1) == 1)
            // number is an odd number and not 1 - so it's not a power of two.
            return false;

        number = number >> 1;
    }
    return false;
}

当然，格雷格的解决方案要好得多。

一些网站记录并解释了这一点和其他一些无聊的黑客:

http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html (http://graphics.stanford.edu/ ~ seander / bithacks.html # DetermineIfPowerOf2) http://bits.stephan-brumme.com/ (http://bits.stephan-brumme.com/isPowerOfTwo.html)

他们的祖父，小亨利·沃伦(Henry Warren, Jr.)写的《黑客的喜悦》(Hacker’s Delight):

http://www.hackersdelight.org/

正如Sean Anderson的页面解释的那样，表达式((x & (x - 1)) == 0)错误地表明0是2的幂。他建议使用:

(!(x & (x - 1)) && x)

为了纠正这个问题。

返回(i & -i) == i

private static bool IsPowerOfTwo(ulong x)
{
    var l = Math.Log(x, 2);
    return (l == Math.Floor(l));
}

bool IsPowerOfTwo(ulong x)
{
    return x > 0 && (x & (x - 1)) == 0;
}

求给定的数是否为2的幂。

#include <math.h>

int main(void)
{
    int n,logval,powval;
    printf("Enter a number to find whether it is s power of 2\n");
    scanf("%d",&n);
    logval=log(n)/log(2);
    powval=pow(2,logval);

    if(powval==n)
        printf("The number is a power of 2");
    else
        printf("The number is not a power of 2");

    getch();
    return 0;
}

下面是一个简单的c++解决方案:

bool IsPowerOfTwo( unsigned int i )
{
    return std::bitset<32>(i).count() == 1;
}

bool isPow2 = ((x & ~(x-1))==x)? !!x : 0;

如果一个数字只包含1个设置位，则它是2的幂。我们可以使用这个属性和泛型函数countSetBits来判断一个数字是否是2的幂。

这是一个c++程序:

int countSetBits(int n)
{
        int c = 0;
        while(n)
        {
                c += 1;
                n  = n & (n-1);
        }
        return c;
}

bool isPowerOfTwo(int n)
{        
        return (countSetBits(n)==1);
}
int main()
{
    int i, val[] = {0,1,2,3,4,5,15,16,22,32,38,64,70};
    for(i=0; i<sizeof(val)/sizeof(val[0]); i++)
        printf("Num:%d\tSet Bits:%d\t is power of two: %d\n",val[i], countSetBits(val[i]), isPowerOfTwo(val[i]));
    return 0;
}

我们不需要显式地检查0是否是2的幂，因为它对0也返回False。

输出

Num:0   Set Bits:0   is power of two: 0
Num:1   Set Bits:1   is power of two: 1
Num:2   Set Bits:1   is power of two: 1
Num:3   Set Bits:2   is power of two: 0
Num:4   Set Bits:1   is power of two: 1
Num:5   Set Bits:2   is power of two: 0
Num:15  Set Bits:4   is power of two: 0
Num:16  Set Bits:1   is power of two: 1
Num:22  Set Bits:3   is power of two: 0
Num:32  Set Bits:1   is power of two: 1
Num:38  Set Bits:3   is power of two: 0
Num:64  Set Bits:1   is power of two: 1
Num:70  Set Bits:3   is power of two: 0

bool isPowerOfTwo(int x_)
{
  register int bitpos, bitpos2;
  asm ("bsrl %1,%0": "+r" (bitpos):"rm" (x_));
  asm ("bsfl %1,%0": "+r" (bitpos2):"rm" (x_));
  return bitpos > 0 && bitpos == bitpos2;
}

int isPowerOfTwo(unsigned int x)
{
    return ((x != 0) && ((x & (~x + 1)) == x));
}

这真的很快。检查所有2^32个整数大约需要6分43秒。

return ((x != 0) && !(x & (x - 1)));

如果x是2的幂，它唯一的1位在位置n。这意味着x - 1在位置n有一个0。要了解原因，请回忆一下二进制减法是如何工作的。当x减去1时，借位一直传播到位置n;位n变为0，所有低位变为1。现在，由于x和x - 1没有共同的1位，x & (x - 1)为0，并且!(x & (x - 1))为真。

这是我设计的另一个方法，在这种情况下使用|而不是&:

bool is_power_of_2(ulong x) {
    if(x ==  (1 << (sizeof(ulong)*8 -1) ) return true;
    return (x > 0) && (x<<1 == (x|(x-1)) +1));
}

    bool IsPowerOfTwo(int n)
    {
        if (n > 1)
        {
            while (n%2 == 0)
            {
                n >>= 1;
            }
        }
        return n == 1;
    }

这是一个通用的算法用来判断一个数是否是另一个数的幂。

    bool IsPowerOf(int n,int b)
    {
        if (n > 1)
        {
            while (n % b == 0)
            {
                n /= b;
            }
        }
        return n == 1;
    }

例子

0000 0001    Yes
0001 0001    No

算法

使用位掩码，将变量以二进制形式除以NUM IF R > 0 AND L > 0:返回FALSE 否则，NUM变为非零 如果NUM = 1:返回TRUE 否则，请执行步骤1

复杂性

时间~ O(log(d))，其中d为二进制位数

以下对已接受答案的补充可能对某些人有用:

2的幂，当用二进制表示时，总是像1后面跟着n个0，其中n大于等于0。例:

Decimal  Binary
1        1     (1 followed by 0 zero)
2        10    (1 followed by 1 zero)
4        100   (1 followed by 2 zeroes)
8        1000  (1 followed by 3 zeroes)
.        .
.        .
.        .

等等。

当我们把这些数减1，它们就变成0后面跟着n个1，同样，n和上面一样。例:

Decimal    Binary
1 - 1 = 0  0    (0 followed by 0 one)
2 - 1 = 1  01   (0 followed by 1 one)
4 - 1 = 3  011  (0 followed by 2 ones)
8 - 1 = 7  0111 (0 followed by 3 ones)
.          .
.          .
.          .

等等。

说到关键

当我们对一个数字x做位与运算时会发生什么，x是a 2的幂，x - 1呢?

x的1与x - 1的0对齐，x的所有0与x - 1的1对齐，导致按位and的结果为0。这就是为什么上面提到的单行答案是正确的。

进一步增加了上述公认答案的美感

所以，我们现在有一个属性可供我们使用:

当我们用任何数减去1时，那么在二进制表示法中，最右边的1将变成0，而最右边1左边的所有0也将变成1。

这个性质的一个很棒的用途是求出一个给定数字的二进制表示中有多少个1 ?对于给定的整数x，简短而甜蜜的代码是:

byte count = 0;
for ( ; x != 0; x &= (x - 1)) count++;
Console.Write("Total ones in the binary representation of x = {0}", count);

从上面解释的概念可以证明数字的另一个方面是“每个正数都可以表示为2的幂的和吗?”

是的，每一个正数都可以表示成2的幂的和。对于任何数字，取其二进制表示。乘117路车。

The binary representation of 117 is 1110101

Because  1110101 = 1000000 + 100000 + 10000 + 0000 + 100 + 00 + 1
we have  117     = 64      + 32     + 16    + 0    + 4   + 0  + 1

对于2的任意次幂，也成立。

n& (-n) = = n

注意:n=0失败，需要检查 这样做的原因是: -n是n的2s补。-n将使n的最右集合位左边的每一位与n相比翻转。对于2的幂，只有一个集合位。

改进@user134548的答案，不含比特算术:

public static bool IsPowerOfTwo(ulong n)
{
    if (n % 2 != 0) return false;  // is odd (can't be power of 2)

    double exp = Math.Log(n, 2);
    if (exp != Math.Floor(exp)) return false;  // if exp is not integer, n can't be power
    return Math.Pow(2, exp) == n;
}

这适用于:

IsPowerOfTwo(9223372036854775809)

Mark gravell建议，如果你有。net Core 3, System.Runtime.Intrinsics.X86.Popcnt.PopCount

public bool IsPowerOfTwo(uint i)
{
    return Popcnt.PopCount(i) == 1
}

单指令，比(x != 0) && ((x & (x - 1)) == 0)快，但移植性较差。

在C中，我测试了I && !(I & (I - 1)技巧，并将其与__builtin_popcount(I)进行比较，在Linux上使用gcc，使用-mpopcnt标志，以确保使用CPU的POPCNT指令。我的测试程序计算了0到2^31之间2的幂的整数个数。

起初，我认为I && !(I & (I - 1)快10%，即使我验证了在我使用__builtin_popcount的反汇编中使用了POPCNT。

然而，我意识到我已经包含了一个if语句，分支预测可能在位旋转版本上做得更好。我删除了if和POPCNT，结果更快，正如预期的那样。

结果:

英特尔(R)酷睿(TM) i7-4771 CPU最大3.90GHz

Timing (i & !(i & (i - 1))) trick
30

real    0m13.804s
user    0m13.799s
sys     0m0.000s

Timing POPCNT
30

real    0m11.916s
user    0m11.916s
sys     0m0.000s

AMD Ryzen Threadripper 2950X 16核处理器最大3.50GHz

Timing (i && !(i & (i - 1))) trick
30

real    0m13.675s
user    0m13.673s
sys 0m0.000s

Timing POPCNT
30

real    0m13.156s
user    0m13.153s
sys 0m0.000s

请注意，这里英特尔的CPU似乎比AMD的比特旋转稍慢，但有一个更快的POPCNT;AMD的POPCNT没有提供这么多的提升。

popcnt_test.c:

#include "stdio.h"

// Count # of integers that are powers of 2 up to 2^31;
int main() {
  int n;
  for (int z = 0; z < 20; z++){
      n = 0;
      for (unsigned long i = 0; i < 1<<30; i++) {
       #ifdef USE_POPCNT
        n += (__builtin_popcount(i)==1); // Was: if (__builtin_popcount(i) == 1) n++;
       #else
        n += (i && !(i & (i - 1)));  // Was: if (i && !(i & (i - 1))) n++;
       #endif
      }
  }

  printf("%d\n", n);
  return 0;
}

运行测试:

gcc popcnt_test.c -O3 -o test.exe
gcc popcnt_test.c -O3 -DUSE_POPCNT -mpopcnt -o test-popcnt.exe

echo "Timing (i && !(i & (i - 1))) trick"
time ./test.exe

echo
echo "Timing POPCNT"
time ./test-opt.exe

我看到很多答案都建议返回n && !(n & (n - 1))，但根据我的经验，如果输入值为负，它会返回假值。 我将在这里分享另一种简单的方法，因为我们知道2的幂数只有一个集位，所以简单地，我们将计算集位的数量，这将花费O(log N)时间。

while (n > 0) {
    int count = 0;
    n = n & (n - 1);
    count++;
}
return count == 1;

检查这篇文章数不清。固定位的

这是另一种方法

package javacore;

import java.util.Scanner;

public class Main_exercise5 {
    public static void main(String[] args) {
        // Local Declaration
        boolean ispoweroftwo = false;
        int n;
        Scanner input = new Scanner (System.in);
        System.out.println("Enter a number");
        n = input.nextInt();
        ispoweroftwo = checkNumber(n);
        System.out.println(ispoweroftwo);
    }
    
    public static boolean checkNumber(int n) {
        // Function declaration
        boolean ispoweroftwo= false;
        // if not divisible by 2, means isnotpoweroftwo
        if(n%2!=0){
            ispoweroftwo=false;
            return ispoweroftwo;
        }
        else {
            for(int power=1; power>0; power=power<<1) {
                if (power==n) {
                    return true;
                }
                else if (power>n) {
                    return false;
                }
            }
        }
        return ispoweroftwo;
    }
}

在这种方法中，您可以检查整数中是否只有1个设置位，并且整数为> 0 (c++)。

bool is_pow_of_2(int n){
    int count = 0;
    for(int i = 0; i < 32; i++){
        count += (n>>i & 1);
    }
    return count == 1 && n > 0;
}

如果该数字是2的幂到64的值，则返回该值(您可以在for循环条件中更改它(“6”表示2^6 = 64);

const isPowerOfTwo = (number) => { 让结果= false; For(令I = 1;I <= 6;我+ +){ if (number ===数学。Pow (2, i)) { 结果= true; ｝ ｝ 返回结果; }; console.log (isPowerOfTwo (16)); console.log (isPowerOfTwo (10));

现在在。net 6中非常简单。

using System.Numerics;

bool isPow2 = BitOperations.IsPow2(64); // sets true

这里是文档。

.NET 6中只有一行程序

// IsPow2 evaluates whether the specified Int32 value is a power of two.
Console.WriteLine(BitOperations.IsPow2(128));            // True

我一直在看《兰登》的文档。nextInt(int bound)，看到了这段漂亮的代码，它检查参数是否为2的幂，它说(代码的一部分):

if ((bound & -bound) == bound) // ie, bouns is a power of 2   

我们来测试一下

for (int i=0; i<=8; i++) {
  System.out.println(i+" = " + Integer.toBinaryString(i));
}

>>
0 = 0
1 = 1
2 = 10
3 = 11
4 = 100
5 = 101
6 = 110
7 = 111
8 = 1000
// the left most 0 bits where cut out of the output

for (int i=-1; i>=-8; i--) {
  System.out.println(i+" = " + Integer.toBinaryString(i));
}

>>
-1 = 11111111111111111111111111111111
-2 = 11111111111111111111111111111110
-3 = 11111111111111111111111111111101
-4 = 11111111111111111111111111111100
-5 = 11111111111111111111111111111011
-6 = 11111111111111111111111111111010
-7 = 11111111111111111111111111111001
-8 = 11111111111111111111111111111000

你注意到什么了吗? 2次方的数字在正负二进制表示中有相同的位，如果我们做一个逻辑与，我们得到相同的数字:)

for (int i=0; i<=8; i++) {
  System.out.println(i + " & " + (-i)+" = " + (i & (-i)));
}

>>
0 & 0 = 0
1 & -1 = 1
2 & -2 = 2
3 & -3 = 1
4 & -4 = 4
5 & -5 = 1
6 & -6 = 2
7 & -7 = 1
8 & -8 = 8

科特林：

fun isPowerOfTwo(n: Int): Boolean {
    return (n > 0) && (n.and(n-1) == 0)
}

or

fun isPowerOfTwo(n: Int): Boolean {
    if (n == 0) return false
    return (n and (n - 1).inv()) == n
}

Inv对该值中的位进行反转。

注意: Log2解决方案不适用于较大的数字，如536870912 ->

import kotlin.math.truncate
import kotlin.math.log2

fun isPowerOfTwo(n: Int): Boolean {
    return (n > 0) && (log2(n.toDouble())) == truncate(log2(n.toDouble()))
}

有很多答案和发布的链接解释了为什么n & (n-1) == 0适用于2的幂，但我找不到任何解释为什么它不适用于非2的幂，所以我只是为了完整起见添加了这个。

对于n = 1(2^0 = 1) 1 & 0 = 0，没问题。

对于奇数n > 1, 1至少有2位(最左位和最右位)。现在n和n-1只差最右位，所以它们的&和至少在最左位有一个1，所以n & (n-1) != 0:

n:          1xxxx1  for odd n > 1
n-1:        1xxxx0
            ------
n & (n-1):  1xxxx0 != 0

现在即使n不是2的幂，我们也至少有2位1(最左和非最右)。在这里，n和n-1最多相差1位，所以它们的&和也至少在最左边有一个1:

        right-most 1 bit of n
                 v
n:          1xxxx100..00 for even n
n-1:        1xxxx011..11
            ------------
n & (n-1):  1xxxx000..00 != 0

假设1是2的幂，也就是2的0次方

 bool IsPowerOfTwo(ulong testValue)
 {
  ulong bitTest = 1;
  while (bitTest != 0)
  {
    if (bitTest == testValue) return true;
    bitTest = bitTest << 1;
  }

  return false;
}

试试这个使用mod 2的函数

def is_power_of_two(n):
    if n == 0:
        return False
    while n != 1:
        if n % 2 != 0:
            return False
        n = n // 2
    return True