Pythonでセットビットをカウントする方法｜リスト内包表記とbin()関数の活用

セットビットとは

セットビットとは、数値を2進数で表現したときに「1」になっているビットのことです。本記事では、与えられた10進数の整数に含まれるセットビットの個数を数える方法を解説します。

たとえば、53を2進数で表すと「110101」になります。この中で「1」となっているビットは4つあるため、53のセットビット数は4です。

# 53 の2進表現： 110101
セットビット数 ＝ 1 の個数
ここでは 4

基本の実装手順

以下のプログラムでは、まず bin() 関数を使って数値を2進数の文字列に変換します。変換結果には先頭に「0b」というプレフィックスが付くため、スライス操作で最初の2文字を取り除きます。その後、forループで各桁を走査し、値が「1」であればカウントを1ずつ増やしていきます。

コード例

value = 59
# 2進数の値を確認
print(bin(value))
# 先頭の2文字（0b）を除去
bitvalue = bin(value)[2:]
print(bitvalue)
count = 0
for digit in bitvalue:
    if digit == '1':
        count = count + 1
print("Length of set bits: ", count)

実行結果

上記のコードを実行すると、次のような結果が得られます。

0b111011
111011
Length of set bits: 5

リスト内包表記でより簡潔に書く

同じ処理は、リスト内包表記（ジェネレータ式）と sum() 関数を組み合わせることで、1行でスマートに記述できます。

value = 59
set_bits = sum(1 for digit in bin(value)[2:] if digit == '1')
print("Length of set bits:", set_bits)  # Length of set bits: 5

比較結果の True / False はそれぞれ 1 / 0 として扱えるため、if句を省略して次のように書くことも可能です。

value = 59
set_bits = sum(digit == '1' for digit in bin(value)[2:])
print(set_bits)  # 5

補足：bit_count() メソッド（Python 3.10以降）

Python 3.10 以降では、int型に bit_count() メソッドが用意されており、セットビットの数をさらに簡単に取得できます。実務では最もシンプルで推奨される方法です。

value = 59
print(value.bit_count())  # 5