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📜  根据数组的所有元素的异或构造一个数组,但相同索引处的元素除外(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:26:41.999000             🧑  作者: Mango

根据数组的所有元素的异或构造一个数组,但相同索引处的元素除外

在编程中,我们有时候需要构造一个数组,其所有元素都是原数组中所有元素的异或操作结果,但是要忽略相同索引处的元素。这样的问题在加密算法、安全性校验等场景中比较常见。

下面给出一种简单的实现方案,以Python语言为例。

方案一
def construct_new_array(arr):
    """根据数组的所有元素的异或构造一个数组,但相同索引处的元素除外"""
    n = len(arr)
    res = [0] * n
    for i in range(n):
        res[i] = arr[0]
        for j in range(1, n):
            if i != j:
                res[i] ^= arr[j]
    return res

该方案的时间复杂度为 $O(n^2)$,并不太适合处理较大的数组。对于长度为 $n$ 的数组,我们需要进行 $n^2$ 次异或操作,效率较低。

方案二
def construct_new_array(arr):
    """根据数组的所有元素的异或构造一个数组,但相同索引处的元素除外"""
    n = len(arr)
    res = [0] * n
    xor_all = arr[0]
    for i in range(1, n):
        xor_all ^= arr[i]
    for i in range(n):
        res[i] = xor_all ^ arr[i]
    return res

该方案首先通过遍历一遍数组,求出所有元素的异或结果。接着,我们可以依次遍历原数组中的每个元素,通过异或操作得到新数组中对应位置的元素。

由于只需要遍历两次原数组,时间复杂度为 $O(n)$,效率明显优于方案一。

方案三

最后,我们来介绍一种更优秀的方案,时间复杂度为 $O(n)$,具体如下:

def construct_new_array(arr):
    """根据数组的所有元素的异或构造一个数组,但相同索引处的元素除外"""
    n = len(arr)
    res = [0] * n
    xor_all = arr[0]
    for i in range(1, n):
        xor_all ^= arr[i]
    for i in range(n):
        res[i] = xor_all ^ arr[i] ^ (xor_all & arr[i])
    return res

该方案的具体思路如下:

  1. 声明一个变量 xor_all,初始化为数组中第一个元素
  2. 遍历整个数组,将 xor_all 与每个元素进行异或操作
  3. 针对每个元素,通过异或和按位与的操作,计算得到新数组中对应位置的元素

这里需要特别注意的是,方案三中的异或和按位与操作可以合并,可以用 (a ^ b) & b 的形式表示,从而优化时间效率。

综上所述,我们有多种方案可以根据原数组构造出新数组,但具体使用哪个方案需要根据实际场景和具体问题进行选择。