📅  最后修改于: 2023-12-03 15:21:51.872000             🧑  作者: Mango
该题目需要计算一个非负整数N以内的所有数对中,数对中两数二进制表示中1的个数最大值之和。本文将介绍该题目的解题思路、算法实现及复杂度分析。
我们可以先思考一下如何计算一个十进制数的二进制表示中1的个数。经过观察我们发现,对于一个十进制数n,它的二进制表示中1的个数,等于n除以2得到的商中1的个数加上n模2的结果。
接下来我们考虑将上述方法推广到本题中。我们可以通过遍历0到N之间的所有整数对,计算两数中1的个数的和。但是,这个做法并不高效,因为它的时间复杂度为$O(N^2)$。考虑到我们需要计算的是1的个数最大值之和,因此,我们可以分别计算0到N中每个数二进制表示中1的个数的最大值和次大值,然后将它们相加即可。
在实现上述思路时,我们需要借助以下两个算法:
计算一个十进制数的二进制表示中1的个数。
def count_set_bits(n):
count = 0
while n:
n &= n - 1
count += 1
return count
计算0到N中每个数二进制表示中1的个数的最大值和次大值。
def calculate_max_set_bits(n):
max1, max2 = float('-inf'), float('-inf')
for i in range(n + 1):
count = count_set_bits(i)
if count > max1:
max2 = max1
max1 = count
elif count > max2:
max2 = count
return max1 + max2
count_set_bits函数的时间复杂度为$O(log_2n)$,其中n为输入的十进制数。calculate_max_set_bits函数的时间复杂度为$O(Nlog_2N)$,其中N为输入的非负整数。这是因为calculate_max_set_bits函数需要遍历0到N之间的所有数字,并计算它们的二进制表示中1的个数。因此,总的时间复杂度为$O(Nlog_2N)$。
在空间复杂度方面,count_set_bits函数只需要常数级别的额外空间;而calculate_max_set_bits函数需要存储两个最大值,因此它的空间复杂度也为常数级别。
综上所述,该题目的时间复杂度为$O(Nlog_2N)$,空间复杂度为常数级别。