关于异或的一些东西和应用
異或是一種基于二進(jìn)制的位運(yùn)算,用符號(hào)XOR或者 ^ 表示,其運(yùn)算法則是對(duì)運(yùn)算符兩側(cè)數(shù)的每一個(gè)二進(jìn)制位,同值取0,異值取1。它與布爾運(yùn)算的區(qū)別在于,當(dāng)運(yùn)算符兩側(cè)均為1時(shí),布爾運(yùn)算的結(jié)果為1,異或運(yùn)算的結(jié)果為0。
簡(jiǎn)單理解就是不進(jìn)位加法,如1+1=0,,0+0=0,1+0=1。
性質(zhì)
1、交換律
2、結(jié)合律(即(a^b)^c == a^(b^c))
3、對(duì)于任何數(shù)x,都有x^x=0,x^0=x
4、自反性 A XOR B XOR B = A xor? 0 = A
異或運(yùn)算最常見(jiàn)于多項(xiàng)式除法,不過(guò)它最重要的性質(zhì)還是自反性:A XOR B XOR B = A,即對(duì)給定的數(shù)A,用同樣的運(yùn)算因子(B)作兩次異或運(yùn)算后仍得到A本身。這是一個(gè)神奇的性質(zhì),利用這個(gè)性質(zhì),可以獲得許多有趣的應(yīng)用。 例如,所有的程序教科書(shū)都會(huì)向初學(xué)者指出,要交換兩個(gè)變量的值,必須要引入一個(gè)中間變量。但如果使用異或,就可以節(jié)約一個(gè)變量的存儲(chǔ)空間: 設(shè)有A,B兩個(gè)變量,存儲(chǔ)的值分別為a,b,則以下三行表達(dá)式將互換他們的值 表達(dá)式 (值) :
?A=A XOR B (a XOR b)
?B=B XOR A (b XOR a XOR b = a)?
?A=A XOR B (a XOR b XOR a = b)
?類似地,該運(yùn)算還可以應(yīng)用在加密,數(shù)據(jù)傳輸,校驗(yàn)等等許多領(lǐng)域。
運(yùn)用距離:
1-1000放在含有1001個(gè)元素的數(shù)組中,只有唯一的一個(gè)元素值重復(fù),其它均只出現(xiàn)
一次。每個(gè)數(shù)組元素只能訪問(wèn)一次,設(shè)計(jì)一個(gè)算法,將它找出來(lái);不用輔助存儲(chǔ)空
間,能否設(shè)計(jì)一個(gè)算法實(shí)現(xiàn)?
這個(gè)算法已經(jīng)足夠完美了,相信出題者的標(biāo)準(zhǔn)答案也就是這個(gè)算法,唯一的問(wèn)題是,如果數(shù)列過(guò)大,則可能會(huì)導(dǎo)致溢出。
解法二、異或就沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題,并且性能更好。
將所有的數(shù)全部異或,得到的結(jié)果與1^2^3^...^1000的結(jié)果進(jìn)行異或,得到的結(jié)果就是重復(fù)數(shù)。
但是這個(gè)算法雖然很簡(jiǎn)單,但證明起來(lái)并不是一件容易的事情。這與異或運(yùn)算的幾個(gè)特性有關(guān)系。
首先是異或運(yùn)算滿足交換律、結(jié)合律。
所以,1^2^...^n^...^n^...^1000,無(wú)論這兩個(gè)n出現(xiàn)在什么位置,都可以轉(zhuǎn)換成為1^2^...^1000^(n^n)的形式。
其次,對(duì)于任何數(shù)x,都有x^x=0,x^0=x。
所以1^2^...^n^...^n^...^1000 = 1^2^...^1000^(n^n)= 1^2^...^1000^0 = 1^2^...^1000(即序列中除了n的所有數(shù)的異或)。
令,1^2^...^1000(序列中不包含n)的結(jié)果為T(mén)
則1^2^...^1000(序列中包含n)的結(jié)果就是T^n。
T^(T^n)=n。
所以,將所有的數(shù)全部異或,得到的結(jié)果與1^2^3^...^1000的結(jié)果進(jìn)行異或,得到的結(jié)果就是重復(fù)數(shù)。
當(dāng)然有人會(huì)說(shuō),1+2+...+1000的結(jié)果有高斯定律可以快速計(jì)算,但實(shí)際上1^2^...^1000的結(jié)果也是有規(guī)律的,算法比高斯定律還該簡(jiǎn)單的多。 ? google面試題的變形:一個(gè)數(shù)組存放若干整數(shù),一個(gè)數(shù)出現(xiàn)奇數(shù)次,其余數(shù)均出現(xiàn)偶數(shù)次,找出這個(gè)出現(xiàn)奇數(shù)次的數(shù)? ?
解法有很多,但是最好的和上面一樣,就是把所有數(shù)異或,最后結(jié)構(gòu)就是要找的,原理同上!!
奇數(shù)個(gè)異或是本身,偶數(shù)個(gè)是0;0^a=a;異或有交換律
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/JSD1207ZX/p/9386255.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的关于异或的一些东西和应用的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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