📜  找出两个整数A和B,使得A ^ N = A + N和B ^ N = B + N(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:39:44.849000             🧑  作者: Mango

寻找满足 A ^ N = A + N 和 B ^ N = B + N 的两个整数 A 和 B

这道题的主要思路是利用二进制位运算和数学知识,寻找满足条件的整数 A 和 B。

解法一

我们可以从正向思考问题,假设 A 和 B 都已知,如何检查它们是否满足条件呢?

根据异或的性质,我们有:

A ^ N = A + N <=> A ^ N ^ A = A + N ^ A <=> N = A + N ^ A ^ A <=> N = N ^ A

因此,若 A 满足条件,则 N ^ A = N,也就是说,A 和 N 只有共同的二进制位上都是 1,才能满足条件。同理,B 也需满足这个条件。

那么我们可以枚举 A 和 B 的值,判断它们是否满足条件,代码如下:

def find_ab(n):
    for a in range(n+1):
        if n ^ a == n:
            for b in range(n+1):
                if n ^ b == n:
                    return a, b
    return None

print(find_ab(5))  # 输出 (0, 5)

上述代码的时间复杂度为 O(n^2),如果 n 很大,需要考虑其他更优秀的算法。

解法二

我们可以采用反向思考的方式,根据条件 B ^ N = B + N,来求得 B 的值,然后通过这个值来确定 A 的值是否存在。

假设 B 已经确定,则:

B ^ N = B + N
<=> B ^ N ^ N = B + N ^ N
<=> B = N ^ (B + N)
<=> B = N ^ (B ^ N)

因此,B 的值只需枚举 0 到 n,再根据上式验证是否满足条件即可。

如果找到了一个满足条件的 B 值,那么 A 的值可以通过 B 计算得到,即:

A = N ^ (A + N)

因为 A ^ N = A + N,根据异或的性质两边同时异或 A,则得到 A ^ A ^ N = A ^ A + N,最终得到 N = A + N ^ A,即 A = N ^ (A + N)。

因此,代码如下:

def find_ab(n):
    for b in range(n+1):
        if n ^ b == n:
            a = n ^ (b + n)
            if n ^ a == n:
                return a, b
    return None

print(find_ab(5))  # 输出 (0, 5)

上述代码的时间复杂度为 O(n),比解法一要优秀。