📌  相关文章
📜  求第K个最小数,使得A + B = A |乙(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 14:55:59.821000             🧑  作者: Mango

求第K个最小数,使得A + B = A | 乙

在面试过程中,有时会遇到这样的问题:给定两个整数A、B,求满足 A + B = A | B 的第K个最小的正整数。本篇文章将讨论如何编写一个解决这个问题的算法。

问题分析

首先,我们需要理解这个问题是什么意思。 "|" 符号代表按位或(OR)运算符。比如, 3 | 5 = 7。那么,A | B 表示A和B中每个相应位的值按位或,最终得到的结果是一个新的二进制数。另一方面,A + B 表示A和B的加法运算。因此,这个问题的目标是找到一个满足“按位或”和“加法”的等式,且结果为第K个最小正整数。

解法

问题可以转化为寻找满足 A + B = C(其中C是A和B的按位或结果)的第K个最小的C,其中 1 <= K <= 10^5。 我们可以使用二进制下的位运算来解决这个问题。

首先,让我们考虑什么样的数字才能成为 A | B,它至少包括了 A 和 B 的所有二进制位上的 1。举个例子,如果 A = 1011(十进制为 11), B = 1101 (十进制为 13),则 A | B = 1111 (十进制为 15)。在二进制下,我们可以看到 A | B 包含了 A 和 B 中所有的位 1。

现在,我们需要选择这些位 1 以在 A 和 B 中决定它们的位置分配。我们可以按从左到右的顺序处理二进制位,将对应位相加然后进行比较:

  1. 如果 A 的这个位上是 0, B 的这个位上是 1,则可以将这个 1 分配给 A。这样,C 的这个位将设置为 1,从而增加了 它的值。

  2. 如果 A 和 B 的这个位都是 1,则可以将这个位都分配给 A 或 B。不管 A 得到这个位,还是 B 得到这个位,都不会改变 C 的值。

  3. 如果 A 和 B 的这个位都是 0,则不能将任何位分配给 A 或 B。

根据这些规则,我们可以处理这些位 1。接下来,我们进行对应位的相加,检查二进制和之后是否等于 C。如果是,则找到了一个可能的 C。否则,我们需要继续找到一个更大的C(直到找到第K个 C 或没有更多的 C 为止)。

最后,让我们看一下算法的具体实现:

def find_Kth(A, B, K):
  cnt = 0
  for i in range(31, -1, -1):
    if (A >> i) & 1:
      for j in range(i, -1, -1):
        if (B >> j) & 1:
          cur = ((A >> i) << i) + ((1 << j) - 1)
          if cur <= A + B:
            cnt += 1
            if cnt == K:
              return cur
    if (B >> i) & 1:
      for j in range(i, -1, -1):
        if (A >> j) & 1:
          cur = ((B >> i) << i) + ((1 << j) - 1)
          if cur <= A + B:
            cnt += 1
            if cnt == K:
              return cur
  return -1
总结

本文中,我们介绍了如何寻找满足 A + B = A | B 的第 K 个最小的正整数。使用二进制下的位运算可以解决这个问题。需要注意的是,在典型情况下,该算法可以在O(1)时间内完成。但是,最坏情况下,需要O(logN)步来查找第K个情况,所以时间复杂度为O(logN)。