检查给定数字的二进制表示中是否只包含“01”和“10”作为子字符串


在本文中,我们将深入探讨二进制字符串操作领域的一个有趣问题:“检查给定数字的二进制表示中是否只包含'01'和'10'作为子字符串”。这个问题挑战我们验证一个数字的二进制表示是否只包含子字符串'01'和'10'。我们将详细讨论这个问题,提供C++代码实现,并用示例说明这个概念。

理解问题陈述

给定一个数字,任务是检查其二进制表示是否只包含'01'和'10'作为子字符串。换句话说,我们需要验证给定数字的二进制表示是否由交替的0和1组成。

方法

解决这个问题的一个简单方法是将数字转换为其二进制表示,然后检查二进制字符串是否包含任何'00'或'11'子字符串。如果包含,则二进制表示不只包含'01'和'10'子字符串。如果不包含,则包含。

示例

以下是上述方法的程序:

#include <stdio.h>

int checkBinary(int n) {
   char binary[33];
   sprintf(binary, "%d", n);  // Convert integer to string
   for (int i = 0; binary[i + 1] != '\0'; i++) {
      if (binary[i] == binary[i + 1]) {
         return 0;  // Binary representation contains consecutive same digits
      }
   }
   return 1;  // Binary representation contains only alternating '0's and '1's
}
int main() {
   int n = 5;
   if (checkBinary(n)) {
      printf("The binary representation of %d contains only '01' and '10' substrings.\n", n);
   } else {
      printf("The binary representation of %d does not contain only '01' and '10' substrings.\n", n);
   }
   return 0;
}

输出

The binary representation of 5 contains only '01' and '10' substrings.
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

bool checkBinary(int n) {
   string binary = bitset<32>(n).to_string();
   return binary.find("00") == string::npos && binary.find("11") == string::npos;
}
int main() {
   int n = 5;
   if (checkBinary(n)) {
      cout << "The binary representation of " << n << " contains only '01' and '10' substrings.";
   } else {
      cout << "The binary representation of " << n << " does not contain only '01' and '10' substrings.";
   }
   return 0;
}

输出

The binary representation of 5 contains only '01' and '10' substrings.
public class BinarySubstringCheck {
   public static boolean checkBinary(int n) {
      String binary = Integer.toBinaryString(n);
      for (int i = 0; i < binary.length() - 1; i++) {
         if (binary.charAt(i) == binary.charAt(i + 1)) {
            return false;  // Binary representation contains consecutive same digits
         }
      }
      return true;  // Binary representation contains only alternating '0's and '1's
   }

   public static void main(String[] args) {
      int n = 5;
      if (checkBinary(n)) {
         System.out.println("The binary representation of " + n + " contains only '01' and '10' substrings.");
      } else {
         System.out.println("The binary representation of " + n + " does not contain only '01' and '10' substrings.");
      }
   }
}

输出

The binary representation of 5 contains only '01' and '10' substrings.
def check_binary(n):
   binary = bin(n)[2:]  # Convert integer to binary string
   for i in range(len(binary) - 1):
      if binary[i] == binary[i + 1]:
         return False  # Binary representation contains consecutive same digits
   return True  # Binary representation contains only alternating '0's and '1's

def main():
   n = 5
   if check_binary(n):
      print(f"The binary representation of {n} contains only '01' and '10' substrings.")
   else:
      print(f"The binary representation of {n} does not contain only '01' and '10' substrings.")

if __name__ == "__main__":
   main()

输出

The binary representation of 5 contains only '01' and '10' substrings.

这段代码首先使用bitset函数将数字转换为其二进制表示。然后,它使用find函数检查此二进制字符串是否包含任何'00'或'11'子字符串。

测试用例

让我们考虑数字5。它的二进制表示是'101'。正如你所看到的,它只包含'01'和'10'作为子字符串。因此,代码的输出将是:“数字5的二进制表示只包含'01'和'10'子字符串。”

结论

本文深入探讨了检查给定数字的二进制表示是否只包含'01'和'10'子字符串的问题。这个问题虽然看起来很复杂,但在有条理地处理时会变得简单。我们讨论了解决这个问题的策略,用C++实现了该方法,并用一个实际示例解释了这个概念。

更新于:2023年10月16日

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