📜  下一个更大的整数,具有一个更多的置位位数(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:06:11.209000             🧑  作者: Mango

下一个更大的整数,具有一个更多的置位位数

在计算机中,整数通常由二进制表示,即由0和1组成的位序列。每个位位可以是0或1,其中1通常被称为“置位”,表示某个数字在这个位上的存在。如果要找到下一个更大的整数,需要将当前整数增加到下一个可能的大数。这可以通过逐位解析当前整数来实现。

1. 寻找下一个更大的整数

给定一个整数,要找到比它更大的下一个整数,具体的步骤如下:

  1. 从右往左找到第一个比当前位数小的数,记录它的位置$i$。如果没有这样的数,则原数是最大的,无法得到更大的数,返回原数。

  2. 从$i+1$开始向右查找,找到最小的大于原数在$i$处数字的数,记录其位置$j$。

  3. 交换位置$i$和$j$上的数字。

  4. 将$i+1$到最后一位的数字翻转。

举个例子:

原数: 12345
第一步: 1234|5
第二步: 12|5|34
第三步: 12|4|35
第四步: 12|5|34

最终的结果是12354。

2. 添加位数

如果要让下一个整数比原数的位数多1,可以在左边添加一个1,同时在右边添加一个0。比如,从3位二进制数101到4位二进制数1101,可以这样实现:

原数: 101
添加一位: 1101
3. 实现代码

现在我们来看一下如何用Python实现上述算法:

def next_greater_number(n: int) -> int:
    # 从右往左找到第一个比当前位数小的数
    i = len(str(n)) - 2
    while i >= 0 and str(n)[i] >= str(n)[i+1]:
        i -= 1
    if i < 0:
        return n

    # 从i+1往右找到最小的大于n[i]的数
    j = i + 1
    while j < len(str(n)) and str(n)[j] > str(n)[i]:
        j += 1
    j -= 1

    # 交换n[i]和n[j]
    n_list = list(str(n))
    n_list[i], n_list[j] = n_list[j], n_list[i]
    n = int("".join(n_list))

    # 翻转i+1到最后一位
    n_list = n_list[:i+1] + n_list[i+1:][::-1]
    n = int("".join(n_list))

    return n

# 测试
print(next_greater_number(12345)) # 输出12354

代码中,输入的参数是一个整数$n$,输出为一个整数,表示找到的下一个更大的整数。函数中实现了上述算法中的4个步骤,同时也满足了添加位数的需求。