הדפס n מספרים ראשונים עם שני ביטים מוגדרים בדיוק

בהינתן מספר n הדפס תחילה n מספרים שלמים חיוביים עם שני סיביות קבוצתיות בדיוק בייצוג הבינארי שלהם.
דוגמאות:

 Input: n = 3   
Output: 3 5 6
The first 3 numbers with two set bits are 3 (0011)
5 (0101) and 6 (0110)
Input: n = 5
Output: 3 5 6 9 10 12

א פתרון פשוט הוא לשקול את כל המספרים השלמים החיוביים אחד אחד החל מ-1. עבור כל מספר בדוק אם יש לו בדיוק שני סטים ביטים. אם למספר יש בדיוק שני סיביות מודפסים אותו והגדילו את הספירה של מספרים כאלה.
א פתרון יעיל זה ליצור ישירות מספרים כאלה. אם נבחין בבירור המספרים נוכל לכתוב אותם מחדש כפי שמופיעים להלן pow(21)+pow(20) pow(22)+pow(20) pow(22)+pow(21) pow(23)+pow(20) pow(23)+pow(21) pow(23)+pow(22) ..........
ניתן להפיק את כל המספרים בסדר הולך וגדל לפי הגבוה מבין שני סיביות מוגדרות. הרעיון הוא לתקן גבוה יותר משני ביטים אחד אחד. עבור סיביות נוכחית גבוהה יותר שקול את כל הסיביות הנמוכות והדפיס את המספרים שנוצרו.

C++
   // C++ program to print first n numbers   // with exactly two set bits   #include          using     namespace     std  ;   // Prints first n numbers with two set bits   void     printTwoSetBitNums  (  int     n  )   {      // Initialize higher of two sets bits      int     x     =     1  ;      // Keep reducing n for every number      // with two set bits.      while     (  n     >     0  )      {      // Consider all lower set bits for      // current higher set bit      int     y     =     0  ;      while     (  y      <     x  )      {      // Print current number      cout      < <     (  1      < <     x  )     +     (  1      < <     y  )      < <     ' '  ;      // If we have found n numbers      n  --  ;      if     (  n     ==     0  )      return  ;      // Consider next lower bit for current      // higher bit.      y  ++  ;      }      // Increment higher set bit      x  ++  ;      }   }   // Driver code   int     main  ()   {      printTwoSetBitNums  (  4  );      return     0  ;   }   
Java
   // Java program to print first n numbers   // with exactly two set bits   import     java.io.*  ;   class   GFG      {      // Function to print first n numbers with two set bits      static     void     printTwoSetBitNums  (  int     n  )      {      // Initialize higher of two sets bits      int     x     =     1  ;          // Keep reducing n for every number      // with two set bits      while     (  n     >     0  )      {      // Consider all lower set bits for      // current higher set bit      int     y     =     0  ;      while     (  y      <     x  )      {      // Print current number      System  .  out  .  print  (((  1      < <     x  )     +     (  1      < <     y  ))     +  ' '  );          // If we have found n numbers      n  --  ;      if     (  n     ==     0  )      return  ;          // Consider next lower bit for current      // higher bit.      y  ++  ;      }          // Increment higher set bit      x  ++  ;      }      }          // Driver program      public     static     void     main     (  String  []     args  )         {      int     n     =     4  ;      printTwoSetBitNums  (  n  );      }   }   // This code is contributed by Pramod Kumar   
Python3
   # Python3 program to print first n    # numbers with exactly two set bits    # Prints first n numbers    # with two set bits    def   printTwoSetBitNums  (  n  )   :   # Initialize higher of   # two sets bits    x   =   1   # Keep reducing n for every    # number with two set bits.    while   (  n   >   0  )   :   # Consider all lower set bits    # for current higher set bit    y   =   0   while   (  y    <   x  )   :   # Print current number    print  ((  1    < <   x  )   +   (  1    < <   y  )   end   =   ' '   )   # If we have found n numbers    n   -=   1   if   (  n   ==   0  )   :   return   # Consider next lower bit    # for current higher bit.    y   +=   1   # Increment higher set bit    x   +=   1   # Driver code    printTwoSetBitNums  (  4  )   # This code is contributed    # by Smitha   
C#
   // C# program to print first n numbers   // with exactly two set bits   using     System  ;   class     GFG         {          // Function to print first n      // numbers with two set bits      static     void     printTwoSetBitNums  (  int     n  )      {          // Initialize higher of       // two sets bits      int     x     =     1  ;          // Keep reducing n for every      // number with two set bits      while     (  n     >     0  )      {          // Consider all lower set bits       // for current higher set bit      int     y     =     0  ;      while     (  y      <     x  )      {          // Print current number      Console  .  Write  (((  1      < <     x  )     +      (  1      < <     y  ))     +  ' '  );          // If we have found n numbers      n  --  ;      if     (  n     ==     0  )      return  ;          // Consider next lower bit       // for current higher bit.      y  ++  ;      }          // Increment higher set bit      x  ++  ;      }      }          // Driver program      public     static     void     Main  ()         {      int     n     =     4  ;      printTwoSetBitNums  (  n  );      }   }       // This code is contributed by Anant Agarwal.   
JavaScript
    <  script  >   // Javascript program to print first n numbers   // with exactly two set bits   // Prints first n numbers with two set bits   function     printTwoSetBitNums  (  n  )   {      // Initialize higher of two sets bits      let     x     =     1  ;      // Keep reducing n for every number      // with two set bits.      while     (  n     >     0  )      {          // Consider all lower set bits for      // current higher set bit      let     y     =     0  ;      while     (  y      <     x  )      {          // Print current number      document  .  write  ((  1      < <     x  )     +     (  1      < <     y  )     +     ' '  );      // If we have found n numbers      n  --  ;      if     (  n     ==     0  )      return  ;      // Consider next lower bit for current      // higher bit.      y  ++  ;      }      // Increment higher set bit      x  ++  ;      }   }   // Driver code   printTwoSetBitNums  (  4  );   // This code is contributed by Mayank Tyagi    <  /script>   
PHP
      // PHP program to print    // first n numbers with    // exactly two set bits   // Prints first n numbers    // with two set bits   function   printTwoSetBitNums  (  $n  )   {   // Initialize higher of   // two sets bits   $x   =   1  ;   // Keep reducing n for    // every number with    // two set bits.   while   (  $n   >   0  )   {   // Consider all lower set    // bits for current higher    // set bit   $y   =   0  ;   while   (  $y    <   $x  )   {   // Print current number   echo   (  1    < <   $x  )   +   (  1    < <   $y  )   ' '  ;   // If we have found n numbers   $n  --  ;   if   (  $n   ==   0  )   return  ;   // Consider next lower    // bit for current    // higher bit.   $y  ++  ;   }   // Increment higher set bit   $x  ++  ;   }   }   // Driver code   printTwoSetBitNums  (  4  );   // This code is contributed by Ajit   ?>   

פלט:  
 

 3 5 6 9   


מורכבות זמן: עַל)

מרחב עזר: O(1)

גישה מס' 2: שימוש בזמן והצטרפות


הגישה היא להתחיל מהמספר השלם 3 ולבדוק האם מספר הסיביות הקבוצתיות בייצוג הבינארי שלו שווה ל-2 או לא. אם יש לו בדיוק 2 סיביות סט אז הוסף אותו לרשימת המספרים עם 2 סיביות סט עד שהרשימה תכיל n אלמנטים.

אַלגוֹרִיתְם

1. אתחול רשימה ריקה כדי לאחסן את המספרים השלמים עם שני ביטים מוגדרים בדיוק.
2. אתחול משתנה מספר שלם i ל-3.
3. בעוד שאורך הרשימה resp קטן מ-n בצע את הפעולות הבאות:
א. בדוק אם מספר סיביות הסט בייצוג הבינארי של i שווה ל-2 או לא באמצעות שיטת count() של המחרוזת.
ב. אם מספר הסיביות שנקבעו שווה ל-2 אז הוסף i לרשימה res.
ג. הגדל את i ב-1.
4. החזר את הרשימה res.

C++
   #include          #include         using     namespace     std  ;   int     countSetBits  (  int     num  )     {      int     count     =     0  ;      while     (  num     >     0  )     {      count     +=     num     &     1  ;      num     >>=     1  ;      }      return     count  ;   }   vector   <  int  >     numbersWithTwoSetBits  (  int     n  )     {      vector   <  int  >     res  ;      int     i     =     3  ;      while     (  res  .  size  ()      <     n  )     {      if     (  countSetBits  (  i  )     ==     2  )     {      res  .  push_back  (  i  );      }      i  ++  ;      }      return     res  ;   }   int     main  ()     {      int     n     =     3  ;      vector   <  int  >     result     =     numbersWithTwoSetBits  (  n  );      cout      < <     'Result: '  ;      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     result  .  size  ();     i  ++  )     {      cout      < <     result  [  i  ]      < <     ' '  ;      }      cout      < <     endl  ;      return     0  ;   }   
Java
   // Java program for the above approach   import     java.util.ArrayList  ;   import     java.util.List  ;   public     class   GFG     {      // Function to count the number of set bits (binary 1s)      // in an integer      static     int     countSetBits  (  int     num  )      {      int     count     =     0  ;      while     (  num     >     0  )     {      count     +=     num     &     1  ;     // Increment count if the last      // bit is set (1)      num     >>=     1  ;     // Right shift to check the next bit      }      return     count  ;      }      // Function to generate 'n' numbers with exactly two set      // bits in their binary representation      static     List   <  Integer  >     numbersWithTwoSetBits  (  int     n  )      {      List   <  Integer  >     res     =     new     ArrayList   <>  ();      int     i     =     3  ;     // Start from 3 as the first number with      // two set bits      while     (  res  .  size  ()      <     n  )     {      if     (  countSetBits  (  i  )      ==     2  )     {     // Check if the number has exactly      // two set bits      res  .  add  (      i  );     // Add the number to the result list      }      i  ++  ;     // Move to the next number      }      return     res  ;      }      public     static     void     main  (  String  []     args  )      {      int     n     =     3  ;     // Number of numbers with two set bits to      // generate      List   <  Integer  >     result     =     numbersWithTwoSetBits  (      n  );     // Get the generated numbers      for     (  int     num     :     result  )     {      System  .  out  .  print  (      num     +     ' '  );     // Display the generated numbers      }      System  .  out  .  println  ();      }   }   // This code is contributed by Susobhan Akhuli   
Python3
   def   numbersWithTwoSetBits  (  n  ):   res   =   []   i   =   3   while   len  (  res  )    <   n  :   if   bin  (  i  )  .  count  (  '1'  )   ==   2  :   res  .  append  (  i  )   i   +=   1   return   res   n   =   3   result   =   numbersWithTwoSetBits  (  n  )   output_string   =   ' '  .  join  (  str  (  x  )   for   x   in   result  )   print  (  output_string  )   
C#
   using     System  ;   using     System.Collections.Generic  ;   class     Program   {      // Function to count the number of set bits (binary 1s) in an integer      static     int     CountSetBits  (  int     num  )      {      int     count     =     0  ;      while     (  num     >     0  )      {      count     +=     num     &     1  ;     // Increment count if the last bit is set (1)      num     >>=     1  ;     // Right shift to check the next bit      }      return     count  ;      }      // Function to generate 'n' numbers with exactly two set bits in their binary representation      static     List   <  int  >     NumbersWithTwoSetBits  (  int     n  )      {      List   <  int  >     res     =     new     List   <  int  >  ();      int     i     =     3  ;     // Start from 3 as the first number with two set bits      while     (  res  .  Count      <     n  )      {      if     (  CountSetBits  (  i  )     ==     2  )     // Check if the number has exactly two set bits      {      res  .  Add  (  i  );     // Add the number to the result list      }      i  ++  ;     // Move to the next number      }      return     res  ;      }      static     void     Main  (  string  []     args  )      {      int     n     =     3  ;     // Number of numbers with two set bits to generate      List   <  int  >     result     =     NumbersWithTwoSetBits  (  n  );     // Get the generated numbers      Console  .  Write  (  'Result: '  );      foreach     (  int     num     in     result  )      {      Console  .  Write  (  num     +     ' '  );     // Display the generated numbers      }      Console  .  WriteLine  ();      }   }   
JavaScript
   // Javascript program for the above approach   // Function to count the number of set bits (binary 1s)   // in an integer   function     countSetBits  (  num  )     {      let     count     =     0  ;      while     (  num     >     0  )     {      count     +=     num     &     1  ;     // Increment count if the last      // bit is set (1)      num     >>=     1  ;     // Right shift to check the next bit      }      return     count  ;   }   // Function to generate 'n' numbers with exactly two set   // bits in their binary representation   function     numbersWithTwoSetBits  (  n  )     {      let     res     =     [];      let     i     =     3  ;     // Start from 3 as the first number with      // two set bits      while     (  res  .  length      <     n  )     {      if     (  countSetBits  (  i  )     ===     2  )     {     // Check if the number has exactly      // two set bits      res  .  push  (  i  );     // Add the number to the result list      }      i  ++  ;     // Move to the next number      }      return     res  ;   }   // Number of numbers with two set bits to generate   let     n     =     3  ;   // Get the generated numbers   let     result     =     numbersWithTwoSetBits  (  n  );   // Display the generated numbers   console  .  log  (  result  .  join  (  ' '  ));   // This code is contributed by Susobhan Akhuli   

תְפוּקָה
3 5 6 

מורכבות זמן: O(n log n) כאשר n הוא מספר המספרים השלמים עם שתי סיביות מוגדרות בדיוק. הסיבה לכך היא שאנו בודקים את מספר הסיביות שנקבעו בייצוג הבינארי של כל מספר שלם שלוקח זמן O(log n).

מורכבות החלל: O(n) כאשר n הוא מספר המספרים השלמים עם שתי סיביות מוגדרות בדיוק. הסיבה לכך היא שאנו מאחסנים בזיכרון את רשימת המספרים השלמים עם שני סיביות מוגדרות.