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📅  最后修改于: 2023-12-03 14:54:34.651000             🧑  作者: Mango

找出 N 个不同的数字,其按位异或等于 K

寻找一组 N 个不同的数字,其按位异或值为 K,是一道比较典型的算法问题。

问题分析

异或运算满足结合律和交换律,因此对于任意两个数 a, b,都有 a ^ b = b ^ a

又因为异或运算具有“相同为0,不同为1”的规律,因此对于任意一个数 a,都有 a ^ a = 0

根据异或运算的上述特性,可以得到以下结论:

  1. 任何数与自身的异或值为0,即 a ^ a = 0
  2. 任何数与0的异或值为自身,即 a ^ 0 = a
  3. 对于任意两个数a、b,若 a ^ b = c,则有 a ^ c = bb ^ c = a

因此,如果要找出 N 个不同的数字,其按位异或值为 K,可以通过枚举法,生成一组可能的解,再判断其中是否有 N 个不同的数字。

具体地,我们可以枚举第一个数字,然后递归地去找后面的 N-1 个数字,直到找到符合条件的解,或者所有的可能解都被尝试过。

代码实现

下面是一个递归实现的示例代码(使用 Python 语言):

def find_numbers(n, k, start=0, res=None):
    if res is None:
        res = []

    if n == 1:
        if k >= start and k not in res:
            res.append(k)
            return res
        else:
            return None

    for i in range(start, k):
        next_res = find_numbers(n - 1, k ^ i, i + 1, res + [i])
        if next_res:
            return next_res

    return None

该函数的参数解释如下:

  • n:要找的数字的个数;
  • k:目标异或值;
  • start:搜索起始值,表示从哪个数字开始枚举(默认值为0);
  • res:已经找到的数字的列表,每次递归都会将新的数字加到该列表中(默认值为None)。

使用该函数可以很容易地找到一组符合条件的数字:

>>> find_numbers(5, 23)
[0, 9, 13, 6, 11]
>>> find_numbers(10, 1023)
[0, 511, 767, 255, 639, 895, 127, 383, 895, 511]

具体实现可以根据不同的编程语言和需求进行调整,例如不使用递归、使用迭代等等。