用Python编写程序查找具有与n相同的置位位数的更高数字

什么是置位位数？

在计算机中，对于一个二进制数的每一位，如果是1就称为该位被置位。

例如，对于二进制数101011，第1、3、4、6位被置位，因此它的置位位数是4。

案例分析

现在，我们要编写一个程序，能够查找给定数字n的下一个具有和它相同的置位位数的数字。

例如，如果n=5，那么下一个具有和它相同的置位位数的数字应该是6，因为6的二进制表示为110，有和5相同的2个置位位数。而如果n=6，下一个应该是9，因为9的二进制表示为1001，有和6相同的2个置位位数。

为了方便，我们定义一个函数count_bits(n)，来计算一个整数的置位位数。

def count_bits(n):
    count = 0
    while n > 0:
        count += n & 1
        n >>= 1
    return count

该函数实现的是一种常见的计算置位位数的方法，即通过逐位判断，统计所有被置位的位数。

接下来，我们编写一个函数next_number(n)，来查找下一个具有与n相同的置位位数的数字。

def next_number(n):
    num_bits = count_bits(n)
    next_num = n + 1
    while count_bits(next_num) != num_bits:
        next_num += 1
    return next_num

这个函数的基本思路是，先计算出n的置位位数num_bits，然后从n+1开始逐个判断，直到找到一个数字，其置位位数与num_bits相同为止。

为了验证我们的程序是否正确，我们编写了一个简单的测试函数test()。

def test():
    assert next_number(5) == 6
    assert next_number(6) == 9
    assert next_number(7) == 11
    assert next_number(12) == 17
    print("All tests pass.")

我们来运行测试函数test()，看看我们的程序是否能够成功地查找出下一个数字。