JDK源码之Integer类——numberOfTrailingZeros()方法

Posted 2021-05-29 二木成林

方法功能：获取指定整数转换成二进制后的尾随零的个数。

比如数字8的二进制是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000，那么可以得到它的尾随0有3位，最后三位是000。

该方法的源码如下：

    /**
     * Returns the number of zero bits following the lowest-order ("rightmost")
     * one-bit in the two's complement binary representation of the specified
     * {@code int} value.  Returns 32 if the specified value has no
     * one-bits in its two's complement representation, in other words if it is
     * equal to zero.
     *
     * @param i the value whose number of trailing zeros is to be computed
     * @return the number of zero bits following the lowest-order ("rightmost")
     *     one-bit in the two's complement binary representation of the
     *     specified {@code int} value, or 32 if the value is equal
     *     to zero.
     * @since 1.5
     */
    public static int numberOfTrailingZeros(int i) {
        // HD, Figure 5-14
        int y;
        if (i == 0) return 32;
        int n = 31;
        y = i <<16; if (y != 0) { n = n -16; i = y; }
        y = i << 8; if (y != 0) { n = n - 8; i = y; }
        y = i << 4; if (y != 0) { n = n - 4; i = y; }
        y = i << 2; if (y != 0) { n = n - 2; i = y; }
        return n - ((i << 1) >>> 31);
    }

对该方法进行注释：

    /**
     * 即计算整数的尾随零的个数
     * 返回指定int值的二进制补码二进制表示形式中最低位（“最右边”）一位之后的零位数目。 如果指定值的二进制补码表示中没有一位（即等于零），则返回32。
     * 比如数字8的二进制是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000，那么可以得到它的尾随零为3
     *
     * @param i 要计算其尾随零的数量的值
     * @return 指定的int值的二进制补码二进制表示形式中最低位（“最右”）一位之后的零位数目；如果该值等于零，则为32。
     */
    public static int numberOfTrailingZeros(int i) {
        // 局部变量，临时保存将i左移n（n可能是16、8、4、2）位后的结果
        int y;
        // 快速处理，如果i为0，表示32位都是0，那么不进行下面的判断，直接返回32
        if (i == 0) return 32;
        // 局部变量，记录尾随零的个数
        int n = 31;
        // 用变量y保存i左移16位后的值
        // 例如：数字1的二进制是  0000 0000 0000 0000  0000 0000 0000 0001
        // 左移16位后的二进制是  0000 0000 0000 0001  0000 0000 0000 0000
        y = i << 16;
        if (y != 0) {// 判断i左移16位后的结果是否等于0，如果等于0表示倒数第一个非零值在高16位，如果不等于0表示倒数第一个非零值在低16位
            // 执行到这里，表示倒数第一个非零值在低16位，所以n减去16，因为高16位全是0，需要记录
            n = n - 16;
            // 然后将低16位全部左移到高16位，为了下面继续判断尾随零的个数
            i = y;
        }
        // 左移8位后的二进制是  0000 0001 0000 0000  0000 0000 0000 0000
        y = i << 8;
        if (y != 0) {// 判断i左移8位后的结果是否等于0，如果等于0表示倒数第一个非零值在高8位，如果不等于0表示倒数第一个非零值在低8位
            // 执行到这里，表示倒数第一个非零值在低8位，所以n减去8，因为高8位全是0，需要记录
            n = n - 8;
            // 然后将低8位全部左移到高8位，为了下面继续判断尾随零的个数
            i = y;
        }
        // 左移4位后的二进制是  0001 0000 0000 0000  0000 0000 0000 0000
        y = i << 4;
        if (y != 0) {// 判断i左移4位后的结果是否等于0，如果等于0表示倒数第一个非零值在高4位，如果不等于0表示倒数第一个非零值在低4位
            // 执行到这里，表示倒数第一个非零值在低4位，所以n减去4，因为高4位全是0，需要记录
            n = n - 4;
            // 然后将低4位全部左移到高4位，为了下面继续判断尾随零的个数
            i = y;
        }
        // 左移2位后的二进制是  0100 0000 0000 0000  0000 0000 0000 0000
        y = i << 2;
        if (y != 0) {// 判断i左移2位后的结果是否等于0，如果等于0表示倒数第一个非零值在高2位，如果不等于0表示倒数第一个非零值在低2位
            // 执行到这里，表示倒数第一个非零值在低2位，所以n减去2，因为高2位全是0，需要记录
            n = n - 2;
            // 然后将低2位全部左移到高2位，为了下面继续判断尾随零的个数
            i = y;
        }
        // 左移1位后的二进制是        1000 0000 0000 0000  0000 0000 0000 0000
        // 再无符号右移31后的二进制是  0000 0000 0000 0000  0000 0000 0000 0001
        return n - ((i << 1) >>> 31);
    }

其实这个方法就是利用位运算求尾随零的个数，思路就是不断进行二分来记录统计尾随零的出现次数。

画了一个图，可能方便理解些：