给定两个正整数S和X ,它们表示数组arr[]的所有元素的总和和按位异或。任务是找到数组arr[]的元素。如果无法生成这样的数组,则打印 -1。
例子:
Input: Sum = 4, Xor = 2
Output: {3, 1}
Explanation:
Sum of 1 and 3 is 4.
Bitwise XOR of 1 and 3 is 2.
Input: Sum = 5, Xor = 8
Output: -1
Explanation:
There is no such array exists.
方法:可以证明数组的最大长度最多为3。让我们考虑以下情况:
- 情况 1:如果给定的 Sum 和 Bitwise XOR 相等且非零,则该元素将是所需数组的唯一元素。
- 情况 2:对于不等和和按位异或,最短的数组长度可以是 2 或 3。
如果给定的 Bitwise XOR 和 Sum 分别是 a 和 b,那么通过使用 XOR 的以下两个属性,最短数组可以是 {a, (b – a)/2, (ba)/2 }:- 异或 0 = a
- 异或 a = 0
- 情况 3:当数组长度可以为 2 时。
如果可能的话,我们在前一种情况下采用的数组可以减少到两个元素。
这里有用的一个重要公式是:-
p + q = (p ^ q) + 2*(p & q)
代入上述公式中的 sum 和 xor 的值,我们得到了一个非常有用的关系。
b = a + 2*(p & q)
(p & q) = (b-a)/2
From previous case,
x = (b-a)/2 = (p & q)
所以,现在让我们看看 a (给定 xor) 和 x ((ba)/2) 之间的一些关系。
p q a=(p^q) x=(p&q) a&x
0 0 0 0 0
0 1 1 0 0
1 0 1 0 0
1 1 0 1 0
- 注: p 和 q 表示数组中两个数的所有对应的 32 位。
重要的是要注意,如果a & x变为零,则a + x = a ^ x这意味着数组将减少为{a+x, x}因为a+x = a^x 。从上面的公式来看,仍然可以导致整体XOR为a,并且sum仍将为b,因为x为(ba)/2。
- 案例4:剩下的唯一案例是检查数组是否存在。在这种情况下,只有两个条件需要检查:
- 如果按位异或大于总和。
- 如果 sum 和 xor 具有不同的奇偶校验,即一个是偶数,另一个是奇数。
下面是上述方法的实现:
C++
// C++ program for the above approach
#include
using namespace std;
// Function to find array
void findArray(int sum, int xorr)
{
// array not possible
if (xorr > sum
|| sum % 2 != xorr % 2) {
cout << "No Array Possible\n";
return;
}
// Array possible with exactly 1
// or no element
if (sum == xorr) {
if (sum == 0)
cout << "Array is empty"
<< " with size 0\n";
else
cout << "Array size is "
<< 1
<< "\n Array is "
<< sum << "\n";
return;
}
int mid = (sum - xorr) / 2;
// Checking array with two
// elements possible or not.
if (xorr & mid == 1) {
cout << "Array size is "
<< 3 << "\n";
cout << "Array is "
<< xorr << " "
<< mid << " "
<< mid << "\n";
}
else {
cout << "Array size is "
<< 2 << "\n";
cout << "Array is "
<< (xorr + mid)
<< " "
<< mid << "\n";
}
}
// Driver Code
int main()
{
// Given sum and value
// of Bitwise XOR
int sum = 4, xorr = 2;
// Function Call
findArray(sum, xorr);
cout << "\n";
return 0;
}
Java
// Java program implementation
// of the approach
import java.util.*;
import java.io.*;
class GFG{
// Function to find array
static void findArray(int sum, int xorr)
{
// Array not possible
if (xorr > sum || sum % 2 != xorr % 2)
{
System.out.println("No Array Possible");
return;
}
// Array possible with exactly 1
// or no element
if (sum == xorr)
{
if (sum == 0)
System.out.println("Array is empty " +
"with size 0");
else
System.out.println("Array size is " + 1);
System.out.println("Array is " + sum);
return;
}
int mid = (sum - xorr) / 2;
// Checking array with two
// elements possible or not.
if (xorr == 1 && mid == 1)
{
System.out.println("Array size is " + 3);
System.out.println("Array is " + xorr +
" " + mid + " " + mid);
}
else
{
System.out.println("Array size is " + 2);
System.out.println("Array is " + (xorr + mid) +
" " + mid);
}
}
// Driver code
public static void main(String[] args)
{
// Given sum and value
// of Bitwise XOR
int sum = 4, xorr = 2;
// Function call
findArray(sum, xorr);
}
}
// This code is contributed by sanjoy_62
Python3
# Python3 program for the above approach
# Function to find array
def findArray(_sum, xorr):
# Array not possible
if (xorr > _sum or
_sum % 2 != xorr % 2):
print("No Array Possible")
return
# Array possible with exactly 1
# or no element
if (_sum == xorr):
if (_sum == 0):
print("Array is empty",
" with size 0")
else:
print("Array size is", 1)
print("Array is", _sum)
return
mid = (_sum - xorr) // 2
# Checking array with two
# elements possible or not.
if (xorr & mid == 1):
print("Array size is", 3)
print("Array is", xorr, mid, mid)
else:
print("Array size is", 2)
print("Array is" ,(xorr + mid), mid)
# Driver Code
# Given sum and value
# of Bitwise XOR
_sum = 4
xorr = 2
# Function Call
findArray(_sum, xorr)
# This code is contributed by divyamohan123
C#
// C# program implementation
// of the approach
using System;
class GFG{
// Function to find array
static void findArray(int sum, int xorr)
{
// Array not possible
if (xorr > sum || sum % 2 != xorr % 2)
{
Console.WriteLine("No Array Possible");
return;
}
// Array possible with exactly 1
// or no element
if (sum == xorr)
{
if (sum == 0)
Console.WriteLine("Array is empty " +
"with size 0");
else
Console.WriteLine("Array size is " + 1);
Console.WriteLine("Array is " + sum);
return;
}
int mid = (sum - xorr) / 2;
// Checking array with two
// elements possible or not.
if (xorr == 1 && mid == 1)
{
Console.WriteLine("Array size is " + 3);
Console.WriteLine("Array is " + xorr +
" " + mid + " " + mid);
}
else
{
Console.WriteLine("Array size is " + 2);
Console.WriteLine("Array is " + (xorr + mid) +
" " + mid);
}
}
// Driver code
public static void Main()
{
// Given sum and value
// of Bitwise XOR
int sum = 4, xorr = 2;
// Function call
findArray(sum, xorr);
}
}
// This code is contributed by sanjoy_62
Javascript
Array size is 2
Array is 3 1
时间复杂度: O(1)
辅助空间: O(1)
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