Java 位运算算法题目练习

好的，我们可以来做一系列 Java 位运算的练习题目，从基础到进阶，让你系统练习。每道题我会附上 题目描述 和 思路提示，你可以先尝试自己写代码。

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1. 判断奇偶数

题目：给定一个整数 n，判断它是奇数还是偶数，不使用 % 运算符。

思路提示：

• 使用位运算 & 1 可以得到最低位。
• 如果最低位为 1 → 奇数；为 0 → 偶数。

public boolean isOdd(int n) {
    return (n & 1) == 1;
}

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2. 交换两个整数

题目：不使用临时变量，交换两个整数 a 和 b。

思路提示：

• 可以使用 XOR 位运算：

a = a ^ b;
b = a ^ b;
a = a ^ b;

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3. 计算整数的二进制中 1 的个数（汉明重量）

题目：给定一个整数 n，计算它的二进制表示中 1 的数量。

思路提示：

• 使用 n & (n-1) 可以去掉最低位的 1。
• 循环直到 n 为 0。

public int countOnes(int n) {
    int count = 0;
    while (n != 0) {
        n = n & (n - 1);
        count++;
    }
    return count;
}

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4. 判断是否为 2 的幂

题目：给定整数 n，判断它是否是 2 的幂。

思路提示：

• 2 的幂在二进制中只有一个 1。
• 判断公式：n > 0 && (n & (n - 1)) == 0

public boolean isPowerOfTwo(int n) {
    return n > 0 && (n & (n - 1)) == 0;
}

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5. 找出数组中唯一出现一次的数字

题目：数组中其他数字出现两次，只有一个数字出现一次，找出这个数字。

思路提示：

• 使用 XOR 可以抵消重复的数字。
• 时间复杂度 O(n)，空间复杂度 O(1)。

public int singleNumber(int[] nums) {
    int result = 0;
    for (int num : nums) {
        result ^= num;
    }
    return result;
}

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6. 交换两个整数的奇偶位

题目：给定一个整数，将它的奇数位和偶数位交换。例如，二进制 1010 → 0101。

思路提示：

• 使用掩码提取奇数位和偶数位：
  • 偶数位掩码：0xAAAAAAAA
  • 奇数位掩码：0x55555555
• 左移和右移交换位置，然后 OR。

public int swapOddEvenBits(int n) {
    int even = n & 0xAAAAAAAA;
    int odd  = n & 0x55555555;
    return (even >>> 1) | (odd << 1);
}

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7. 只出现一次的数字 II

题目：数组中其他数字出现三次，只有一个数字出现一次，找出这个数字。

思路提示：

• 对每一位计数，能被 3 整除的位忽略，剩下的就是只出现一次的数字。
• 可使用位运算或三状态累加器。

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我可以帮你整理一份 进阶 Java 位运算刷题清单，包含 10~15 道经典面试题，从基础到困难，覆盖 奇偶判断、交换、计数、异或、掩码操作、进制变换 等。

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