如何检查一个数字是否是2的幂

今天我需要一个简单的算法来检查一个数字是否是2的幂。

该算法需要:

简单的适用于任何ulong值。

我想出了这个简单的算法:

private bool IsPowerOfTwo(ulong number)
{
    if (number == 0)
        return false;

    for (ulong power = 1; power > 0; power = power << 1)
    {
        // This for loop used shifting for powers of 2, meaning
        // that the value will become 0 after the last shift
        // (from binary 1000...0000 to 0000...0000) then, the 'for'
        // loop will break out.

        if (power == number)
            return true;
        if (power > number)
            return false;
    }
    return false;
}

但后来我想:如何检查log2x是否恰好是一个整数呢?当我检查2^63+1时，Math.Log()因为四舍五入而返回恰好63。我检查了2的63次方是否等于原来的数，结果是正确的，因为计算是双倍的，而不是精确的数字。

private bool IsPowerOfTwo_2(ulong number)
{
    double log = Math.Log(number, 2);
    double pow = Math.Pow(2, Math.Round(log));
    return pow == number;
}

这对于给定的错误值返回true: 9223372036854775809。

有没有更好的算法?

当前回答

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

2022-11-14 17:11:14

其他回答

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;
}

2012-02-15 15:53:24

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

2022-05-04 20:10:39

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。

2019-12-09 11:51:48

    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;
    }

2014-02-14 02:37:22

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。

2009-03-01 20:52:33

如何检查一个数字是否是2的幂

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