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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:36:24.232000             🧑  作者: Mango

位数为N的最大数M,使得其OR和XOR值之间的差异最大

在计算机编程中,位运算是常用的一种操作。针对给定长度为N的二进制数,我们可以进行OR运算和XOR运算。本题目就是要找出一个长度为N的最大数M,使得其OR和XOR值之间的差异最大。

问题分析

在本题目中,我们要求解出一个长度为N的二进制数M,使得其OR和XOR值之间的差异最大。因此,我们需要先了解一下OR和XOR运算的性质。

OR运算

OR运算可以将两个二进制数的对应位进行比较,将对应位上至少有一个为1的位置设为1。例如,对于1101和1010两个二进制数,它们进行OR运算的结果为1111。

XOR运算

XOR运算也是将两个二进制数的对应位进行比较,相同位置上的数相同时结果为0,不同时结果为1。例如,对于1101和1010两个二进制数,它们进行XOR运算的结果为0111。

最大数M的求解

我们要求解的最大数M,其所有位上的值都是1,这样能够保证M是最大的。因此,我们只需要找出OR和XOR的结果中,值为1的位置和值为0的位置的数量,然后求出这两个数量的差值即可。

根据异或运算的性质,同一位置上,值为1的数量为奇数或者偶数。因此,我们只需要判断值为1的数量是偶数还是奇数即可。如果值为1的数量是偶数,那么M的所有位上的值都是1,否则最低位上的值是0,其余位上的值都是1。

算法实现

下面是Python语言的实现代码,其中n表示二进制数的位数:

def max_diff(n: int) -> int:
    num_ones = 1 << n - 1
    if n % 2 == 0:
        return (num_ones << 1) - 1
    else:
        return (num_ones << 1) - 2
总结

在本题目中,我们要求解出一个长度为N的最大数M,使得其OR和XOR值之间的差异最大。通过计算值为1的位置和值为0的位置的数量,我们可以求出最大数M。本题目的实现代码比较简单,但是需要掌握异或运算的性质,并且需要注意数据类型的转换。