前言
本人是算法小白,甚至也没有做过Leetcode。所以,我相信【同为菜鸡的我更能理解作为菜鸡的你们的痛点】。
题干
1. 题目描述
实现一种整数编码方法,使得待编码的数字越小,编码后所占用的字节数越小。
编码规则如下
- 编码时7位一组,每个字节的低7位用于存储待编码数字的补码
- 字节的最高位表示后续是否还有字节,置1表示后面还有更多的字节,置0表示当前字节为最后一个字节
- 采用小端序编码,低位和低字节放在低地址上
- 编码结果按16进制数的字符格式输出,小写字母需转换为大写字母
2. 输入描述
输入的为一个字符串表示的正整数
3. 输出描述
输出一个字符串,表示整数编码的16进制码流
4. 示例
示例1:
输入 | 0 |
---|---|
输出 | 00 |
说明 | 输出的16进制字符,不足2位的前面补0。如00,01,02 |
示例2:
输入 | 100 |
---|---|
输出 | 64 |
说明 | 100的二进制表示为01100100,只需要一个字节进行编码; 字节的最高位置0,剩余7位存储数字100的低7位(1100100),所以编码后的输出为64 |
示例3:
输入 | 1000 |
---|---|
输出 | E807 |
说明 | 1000的二进制表示为001111101000,至少需要两个字节进行编码; 第一个字节最高位置1,剩余的7位存储数字1000的第一个低7位(1101000),所以第一个字节的二进制为1110 1000,即E8; 第二个字节最高位置0,剩余的7位存储数字1000的第二个低7位(00111)(高位补2个0,填满7位,得:0000111),所以第二个字节的二进制为0000 0111,即07; 采用小端序编码,所以低字节E8输出在前,高字节07输出在后。 |
解答
遇到的问题
有了前一次经验,在本次解题过程中没有遇到什么理解上的困难了,但是出现了生僻API的使用困难。如下:
- 补码怎么得到?(后来回想起:正数的补码就是原码)
- 怎么得到当前数的二进制数?(Integer/Long包装类提供了)
- 怎么输出十六进制数?(Integer/Long包装类提供了)
- 怎么得到低7位?也许还有的朋友甚至不知道低7位,高位是什么意思(字符串截取)
低n位:从右往左数的n个二进制位
高n位:从左往右数的n个二进制位
解题思路
本次题干的要求其实已经写在了题目描述上,根据题干凝练一下过程就好:
- 首先读取一个正整数,获取该正整数的补码,即:二进制原码(正数的补码跟原码相同)
- 以7位为单位,循环截取该补码的低7位。如果截取前的字符串长度>7,则在截取字符串的最前面补1,反之补0
- 输出当前二进制码对应的十六进制码,若十六进制数长度不足2位,则在前面补0。最后将结果返回出去,再用StringBuilder累加起来
代码示例
java
public class IntegerEncoder {
/**
* 每次编码的位数
*/
static final int ENCODER_LENGTH = 7;
public static void main(String[] args) {
// 步骤1:读正整数,取补码
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int inputInt = scanner.nextInt();
String binaryStr = getCompletmentStr(inputInt);
StringBuilder result = new StringBuilder();
// 拼凑结果
for (int endIndex = binaryStr.length(); endIndex > 0; endIndex -= ENCODER_LENGTH) {
// 步骤2:循环截取该补码的低7位
int startSubstringIndex = Math.max(endIndex - ENCODER_LENGTH, 0);
String lower7Bits = binaryStr.substring(startSubstringIndex, endIndex);
// 处理高1位的值
char highBit = (endIndex > ENCODER_LENGTH) ? '1' : '0';
String newBinaryStrAfterEncoder = highBit + lower7Bits;
// 步骤3:获取当前二进制码对应的十六进制码
String hexStr = toHexStr(newBinaryStrAfterEncoder);
result.append(hexStr);
}
System.out.println("整数编码后的结果:" + result);
}
/**
* 获取指定正整数的补码
*
* @param nums 指定整数
* @return 整数的补码字符串
*/
private static String getCompletmentStr(int nums) {
return Integer.toBinaryString(nums);
}
/**
* 将新的字符串代表的二进制数转换成十六进制字符串
*
* @param newNumsStr 新数的二进制数
* @return 十六进制字符串
*/
private static String toHexStr(String newNumsStr) {
int newNums = Integer.parseInt(newNumsStr, 2);
String hexString = Integer.toHexString(newNums);
if (hexString.length() == 1) {
hexString = "0" + hexString;
}
return hexString.toUpperCase();
}
}
代码解读:
我将解题思路中关键的3个步骤,都在代码注释中标明了。也许大家会比较陌生的是以下几点:
- Integer包装类提供的获取二进制数,以及获取十六进制数的api(毕竟不常用)
- 循环截取低7位的操作使用了
String.subString(start, end)
这个api。并且,循环使用了倒序跳跃的方式
倒序体现在:从末尾开始遍历
跳跃体现在:并非是一个一个字符串来遍历,而是每次想左挪动7位,即:endIndex -= 7
Integer.parseInt(newNumsStr, 2)
这个api也比较陌生。代码中第二个参数2
表示是二进制