查询具有给定范围的具有单个设置位的数组元素

简介

本文介绍如何查询一个数组中具有给定范围的具有单个设置位（二进制表示只有一个1）的元素。

思路

一个元素具有单个设置位，等价于该元素在二进制形式下有一个1，其他位全为0。因此，我们可以通过按位与运算（&）来判断一个元素是否具有单个设置位，即将该元素与它减一的值进行按位与运算，如果结果为0则说明该元素具有单个设置位。

对于数组中的每个元素，我们只需要判断该元素是否在范围内，并且是否具有单个设置位即可。

代码

下面是一个使用 C 语言实现的示例代码：

int hasSingleBit(int num) { // 判断一个数是否具有单个设置位
    return (num & (num - 1)) == 0 && num != 0; // 判断 num 是否具有单个设置位
}

int* getElementsInRange(int* arr, int n, int low, int high, int* resultSize) {
    int* result = (int*) malloc(sizeof(int) * n); // 创建动态数组存储结果
    int count = 0;

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (arr[i] >= low && arr[i] <= high && hasSingleBit(arr[i])) { // 判断是否在范围内且具有单个设置位
            result[count++] = arr[i];
        }
    }

    *resultSize = count; // 存储结果数组大小
    return result;
}

使用示例

假设有一个数组 arr，包含如下元素：

int arr[] = {3, 5, 7, 6, 10, 9, 2, 12, 15};

我们现在要查询该数组中大于等于 5 且小于等于 10 的所有元素，且这些元素在二进制表示下具有单个设置位。使用上述代码即可实现：

int low = 5;
int high = 10;

int resultSize;
int* result = getElementsInRange(arr, sizeof(arr) / sizeof(int), low, high, &resultSize);

printf("Result: ");
for (int i = 0; i < resultSize; i++) {
    printf("%d ", result[i]);
}
printf("\n");
free(result); // 释放动态数组的内存

输出结果为：

Result: 5