476. Number Complement

Description

The complement of an integer is the integer you get when you flip all the 0’s to 1’s and all the 1’s to 0’s in its binary representation.

• For example, The integer 5 is "101" in binary and its complement is “010” which is the integer 2.

Given an integer num, return its complement.

Example 1:

• Input: num = 5
• Output: 2
• Explanation: The binary representation of 5 is 101 (no leading zero bits), and its complement is 010. So you need to output 2.

Example 2:

• Input: num = 1
• Output: 0
• Explanation: The binary representation of 1 is 1 (no leading zero bits), and its complement is 0. So you need to output 0.

Constraints:

• 1 <= num < 2³¹

Note: This question is the same as 1009: https://leetcode.com/problems/complement-of-base-10-integer/

Submitted Code

class Solution(object):
    def findComplement(self, num):
        """
        :type num: int
        :rtype: int
        """
        bitcheck = 1

        while bitcheck <= num:
            num ^= bitcheck
            bitcheck <<= 1

        return num

Runtime: 0 ms | Beats 100.00%
Memory: 12.50 MB | Beats 8.47%

XOR 연산을 활용하여 풀 수 있다. 두 입력이 서로 다르면 1, 같으면 0을 출력하기 때문에 num의 각 자리에 1을 XOR 연산하면 반대되는 비트값으로 변환된다.

num = “1010”
bitcheck = 1

num         1010   1011   1001   1101
bitcheck       1     10    100   1000
            ----   ----   ----   ----
            1011   1001   1101   0101

return num = “0101”

Other Solutions

1st

class Solution:
    def findComplement(self, num):
        bits = num.bit_length()   # e.g. 5(101) → 3
        mask = (1 << bits) - 1    # e.g. 1000 - 1 = 111
        return num ^ mask         # e.g. 101 ^ 111 = 010

time complexity: 𝑂(1)
space complexity: 𝑂(1)

num의 이진수 길이만큼 1비트로 채워진 mask를 생성하는 방법으로, 반복문 없이 한 번의 연산으로 끝나기 때문에 더 빠르다는 장점이 있다. bit_length() 함수는 정수를 2진수로 표현할 때 필요한 비트 수를 리턴하기 때문에 num의 가장 높은 1비트의 위치를 알 수 있다.