整数编码 - 华为OD统一考试(A卷、C++)

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:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 采用小端序编码,低位和低字节放在低地址上。
  4. 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。

输入描述

输入的为一个字符串表示的非负整数

输出描述

输出一个字符串,表示整数编码的16进制码流

待编码的数字取值范围为[0,1<<64-1]

示例1

复制代码
输入:
0

输出:
00

说明:
输出的16进制字符,不足两位的前面补0,如00、01、02。

示例2

复制代码
输入:
100

输出:
64

说明:
1000的二进制表示为0011 1110 1000,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(110 1000),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(000 0111),所以第一个字节的二进制为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。

示例3

复制代码
输入:
1000

输出:
E807

说明:
1000的二进制表示为0011 1110 1000,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(110 1000),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(000 0111),所以第一个字节的二进制为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。

C++

cpp 复制代码
#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

// 编码函数:每7位为一组,小端序,16进制大写输出
string encodeInteger(const string& numStr) {
    vector<string> result;
    unsigned long long num = 0;

    // 将字符串形式的大整数转换为数值(适用于较大范围)
    for (char ch : numStr)
        num = num * 10 + (ch - '0');

    do {
        // 取最低7位(0x7F = 127)
        unsigned char byte = num & 0x7F;
        num >>= 7; // 右移7位,准备下一组

        // 如果后面还有未处理的位,则将当前字节的最高位设置为1(0x80 = 128)
        if (num > 0)
            byte |= 0x80;

        // 格式化为两位大写十六进制字符串(不足两位补0)
        stringstream ss;
        ss << uppercase << hex << setw(2) << setfill('0') << (int)byte;
        result.push_back(ss.str());
    } while (num > 0);

    // 将所有字节按顺序拼接成最终输出字符串(小端序)
    string output;
    for (const auto& s : result)
        output += s;

    return output;
}

int main() {
    string input;
    // 读取一行输入(可能是超大整数)
    getline(cin, input);

    // 调用编码函数并输出结果
    cout << encodeInteger(input) << endl;
    return 0;
}

解题思路:

题目要求我们将一个整数编码为一串十六进制字符流,遵循如下规则:

  1. 每7位为一组,用于编码原数字的补码(二进制表示)。
  2. 每个字节的最高位 (第8位)是控制位,若后续还有字节需要编码,则设置为 1,否则为 0
  3. 小端序:编码时低字节(低位的7位)在前,高字节在后。
  4. 输出格式 为大写的16进制字符串(如E807),且每个字节固定输出2位(不足补0)。

举个例子(以数字 1000 为例):

  • 二进制为:1111101000,即 10 位;
  • 按照 7 位拆分,得到:
    • 第 1 个 7 位:1101000(低位)
    • 第 2 个 7 位:0000111(高位)
  • 第 1 个字节最高位设置为 1 → 11101000 = E8
  • 第 2 个字节最高位设置为 0 → 00000111 = 07
  • 小端序:输出顺序为 E8 07
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