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斐波那契二进制数(二进制中没有连续的1)- O(1)方法

斐波那契二进制数(二进制中没有连续的1)- O(1)方法

Fibbinary Numbers是指在其二进制表示中没有连续的1的数字。然而,它们的二进制表示中可以有连续的零。二进制表示是使用基数2显示数字的表示,只有两个数字1和0。在这里,我们将获得一个数字,并需要确定给定的数字是否是fibbinary数字。

'
Input 1: Given number: 10
Output: Yes

解释 - 给定数字10的二进制表示是1010,这表明在二进制形式中没有连续的1。

'
Input 2: Given number: 12
Output: No

解释 − 给定数字的二进制表示是1100,这表明二进制形式中有两个连续的1。

Naive Approach

的中文翻译为:

天真的方法

在这种方法中,我们将使用除法方法来找到每一位,并通过除以2来存储前一位以获得所需的信息。我们将使用while循环直到当前数字变为零。

我们将创建一个变量来存储先前找到的位,并将其初始化为零。如果当前位和前一个位都为1,则返回false,否则我们将重复直到完成循环。

完成循环后,我们将返回true,因为没有找到连续的1。让我们来看看代码−

Example

'
#include <iostream>
using namespace std;
bool isFibbinary(int n){
   int temp = n; // defining the temporary number 
   int prev = 0; // defining the previous number 
   while(temp != 0){
      // checking if the previous bit was zero or not
      if(prev == 0){
         // previous bit zero means no need to worry about current 
         prev = temp%2;
         temp /= 2;
      } else {
         // if the previous bit was one and the current is also the same return false
         if(temp%2 == 1){
            return false;
         } else {
            prev = 0;
            temp /=2;
         }
      }
   }
   // return true, as there is no consecutive ones present 
   return true;
}
// main function 
int main(){
   int n = 10; // given number 
   // calling to the function 
   if(isFibbinary(n)){
      cout<<"The given number "<< n<< " is a Fibbinary Number"<<endl;
   } else {
      cout<<"The given number "<< n << " is not a Fibbnary Number"<<endl;
   }
   return 0;
}

输出

'
The given number 10 is a Fibbinary Number

时间和空间复杂度

上述代码的时间复杂度为O(log(N)),因为我们将当前数字除以2直到它变为零。

上述代码的空间复杂度为O(1),因为我们在这里没有使用任何额外的空间。

高效的方法

在之前的方法中,我们逐个检查了每个位,但是还有另一种解决这个问题的方法,那就是位的移动。正如我们所知,在Fibbinary数中,两个连续的位不会同时为1,这意味着如果我们将所有位向左移动一位,那么前一个数和当前数的位在每个位置上将永远不会相同。

例如,

如果我们将给定的数字设为10,那么它的二进制形式将是01010,通过将位移1位,我们将得到数字10100,我们可以看到两个数字在相同位置上都没有1位。

这是斐波那契二进制数的性质,对于数字n和左移n,它们没有相同的位,使得它们的位与运算符为零。

'
n & (n << 1) == 0

Example

'
#include <iostream>
using namespace std;
bool isFibbinary(int n){
   if((n & (n << 1)) == 0){
      return true;
   } else{
      return false;
   }
}
// main function 
int main(){
   int n = 12; // given number 
   // calling to the function 
   if(isFibbinary(n)){
      cout<<"The given number "<< n<< " is a Fibbinary Number"<<endl;
   } else {
      cout<<"The given number "<< n << " is not a Fibbnary Number"<<endl;
   }
   return 0;
}

输出

'
The given number 12 is not a Fibbnary Number

时间和空间复杂度

上述代码的时间复杂度为O(1),因为所有的操作都是在位级别上完成的,只有两个操作。

上述代码的空间复杂度为O(1),因为我们在这里没有使用任何额外的空间。

结论

在本教程中,我们已经看到Fibbinary数字是指在其二进制表示中没有连续的1的数字。然而,它们的二进制表示中可以有连续的零。我们在这里实现了两种方法,一种是使用除以2的方法,具有O(log(N))的时间复杂度和O(1)的空间复杂度,另一种是使用左移和位与操作符的属性。

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