Python map函数 | 计算从1到n的所有数字中的总置位位数

在Python中，map函数用于对一个可迭代对象中的每个元素执行相同的操作，最终返回一个新的可迭代对象。在本文中，我们将使用map函数来计算从1到n的所有数字中的总置位位数。

什么是置位位数？

在数字中，置位位数指的是数字的二进制表示中，值为1的位数。例如，数字5的二进制表示是101，它的置位位数为2。

思路

我们可以将从1到n的所有数字分别转换为二进制表示，并统计其中1的个数，最终将它们相加。

为了实现此目标，我们将创建一个函数count_set_bits，它将接收一个整数作为参数，将其转换为二进制表示，并返回其中1的个数。然后，我们将使用map函数将该函数应用于从1到n的所有数字。最后，我们将对这些数字的置位位数求和。

代码实现

def count_set_bits(num):
    """
    统计数字的置位位数
    """
    count = 0
    while num:
        count += num & 1
        num >>= 1
    return count


def count_total_set_bits(n):
    """
    计算从1到n的所有数字的置位位数总和
    """
    return sum(map(count_set_bits, range(1, n + 1)))


# 测试
assert count_total_set_bits(5) == 7
assert count_total_set_bits(10) == 18

解释

在上面的代码中，我们首先定义了一个count_set_bits函数，它将计算给定数字的置位位数。该函数使用while循环遍历数字的二进制表示，每次检查数字的最后一位是否为1。如果是，它将计数器增加1，并使用位移运算符将数字右移一位。此过程将一直持续，直到数字变为0。

接下来，我们定义了一个count_total_set_bits函数，它使用map函数将count_set_bits函数应用于从1到n的所有数字。然后，它使用内置的sum函数将结果相加，并返回总和。

最后，我们进行了一些简单的测试，以确保函数能够按预期工作。

结论

在本文中，我们介绍了Python中的map函数，并演示了如何将其用于计算从1到n的所有数字中的总置位位数。我们使用了一个名为count_set_bits的辅助函数，该函数将计算任何整数的置位位数。最终，我们的count_total_set_bits函数使用map函数和sum函数将count_set_bits函数应用于所有数字，并求出它们的置位位数总和。