2749.得到整数零需要执行的最少操作数

目标

给你两个整数:num1 和 num2 。

在一步操作中,你需要从范围 [0, 60] 中选出一个整数 i ,并从 num1 减去 2^i + num2 。

请你计算,要想使 num1 等于 0 需要执行的最少操作数,并以整数形式返回。

如果无法使 num1 等于 0 ,返回 -1 。

示例 1:

输入:num1 = 3, num2 = -2
输出:3
解释:可以执行下述步骤使 3 等于 0 :
- 选择 i = 2 ,并从 3 减去 2^2 + (-2) ,num1 = 3 - (4 + (-2)) = 1 。
- 选择 i = 2 ,并从 1 减去 2^2 + (-2) ,num1 = 1 - (4 + (-2)) = -1 。
- 选择 i = 0 ,并从 -1 减去 2^0 + (-2) ,num1 = (-1) - (1 + (-2)) = 0 。
可以证明 3 是需要执行的最少操作数。

示例 2:

输入:num1 = 5, num2 = 7
输出:-1
解释:可以证明,执行操作无法使 5 等于 0 。

说明:

  • 1 <= num1 <= 10^9
  • -10^9 <= num2 <= 10^9

思路

已知整数 num1num2,每次操作需要从 0 ~ 60 选一个整数 i,并将 num1 -= 2^i + num2,返回将 num1 变为 0 的最小操作次数,如果无法完成返回 -1

假设最少需要操作 k 次,那么 num1 - k * num2 = 2^i1 + 2^i2 + …… + 2^ik,其中 ik 表示第 k 次选择的 i

问题转换为 num1 - k * num2 能否用 k2 的幂表示。

二进制中 1 的个数就是最少的 k 的个数,它自身的值就是最多可以拆分的个数 ,也就是说 num = num1 - k * num2 的二进制表示中 1 的个数应小于等于 k 并且 num >= k

代码


/**
 * @date 2025-09-05 8:46
 */
public class MakeTheIntegerZero2749 {

    public int makeTheIntegerZero(int num1, int num2) {
        for (int i = 0; i < 61; i++) {
            long num = num1 - (long) i * num2;
            if (num <= 0) {
                return -1;
            } else if (Long.bitCount(num) <= i && num >= i) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

}

性能