Java源码解释之Integer.bitCount

Posted 2020-12-03 月夜下

Java中的Integer.bitCount(i)的返回值是i的二进制表示中1的个数。源码如下：

public static int bitCount(int i) {
        // HD, Figure 5-2
        i = i - ((i >>> 1) & 0x55555555);
        i = (i & 0x33333333) + ((i >>> 2) & 0x33333333);
        i = (i + (i >>> 4)) & 0x0f0f0f0f;
        i = i + (i >>> 8);
        i = i + (i >>> 16);
        return i & 0x3f;
}

 

源码解析如下：

public static int bitCount(int i) {
        // HD, Figure 5-2
        /**
         * 每两位为一个单元，把原来单元中1的个数储存在原来的单元中
         */
        i = i - ((i >>> 1) & 0x55555555);
        /**
         *0x33333333其实就是二进制……00110011（共32位），因为上面的每两位代表1的个数，所以下面的这几行就是要把上面每两位
         * 的数字加起来，下面的这行代码可以这样理解，每4位分为一组，然后4位中的每两位相加，相加的结果在储存到这4位二进制数中，
         * i & 0x33333333表示每4位中的低2位，(i >>> 2) & 0x33333333表示每4位中的高2位，然后在相加
         */
        i = (i & 0x33333333) + ((i >>> 2) & 0x33333333);
        /**
         * 这个更好理解，i >>> 4表示往右移动了4位，然后在与i相加，相当于每8位一组，然后8位中的高4位与低4位相加储存在低4位中，
         * 然后这里在与0x0f0f0f0f进行与运算，把高4位完全置为0了，因为0x0f0f0f0f用二进制表示就是00001111000011110000111100001111，
         * 看到这里可能有些困惑，这里为什么要与0x0f0f0f0f进行与运算，因为每8位一组的话，最多也就是8，那么4位数足够了，高4位就没有必要了，
         * 如果不置为0有没有影响，其实如果1的位数极少的话是没什么影响的，但如果1的位数比较多到后面计算的结果可能就会往前进位，导致结果错误，
         * 所以这一步要进行一次与运算，那为什么上面的那行代码没有把4位一组中的高两位置0，这是因为4位一组最多有4个1，而2位二进制数最多表示3，
         * 小于4，所以不能置为0，
         *
         */
        i = (i + (i >>> 4)) & 0x0f0f0f0f;
        /**
         * 和上面类似，每16位分为一组，每组中的高8位和低8位相加，这里的代码相加的很干净，因为无论是高8位还是低8位中的前4位在上面一行中
         * 都已经置为0了，这里也可以像上面那样，加完之后在与0x00ff00ff进行与运算，但其实这里已经没有必要了，因为int类型为32位，
         * 最多也就32个1，用8位数储存足够了，所以不会超过8位，也就不用担心超过8位在往前进1位的问题了。
         */
        i = i + (i >>> 8);
        /**
         * 和上面类似，就不在详述
         */
        i = i + (i >>> 16);
        /**
         * 到最后为什么要和0x3f进行与运算，0x3f用二进制表示就是111111,因为上面两行没有进行与运算，所以前面的数据都是无效的，
         * 只有最后8位是有效的，而后8位的前两位不用说肯定为0，因为最多也就32个1，用后面6位数表示就已经足够了，所以这里与0x3f
         * 进行与运算，来计算出最终1的个数
         */
        return i & 0x3f;
}

i=031bi