在 C++ 中最大化 XOR 為零的子陣列數量


給定一個包含整數值的陣列 Arr[]。目標是找到 XOR 為 0 的最大子陣列數量。任何子陣列的位都可以交換任意次數。

注意:1<=Arr[i]<=1018

為了透過交換位使任何子陣列的 XOR 為 0,必須滿足兩個條件:

  • 如果從左到右範圍內設定的位數為偶數。

  • 對於任何給定的範圍,位的總和 <= 2(設定位中的最大數字)

讓我們看看這個的不同輸入輸出場景 -

輸入−Arr[] = { 1,2,5,4 }

輸出

僅滿足第一個條件的子陣列:4

滿足兩個條件的子陣列:3

輸入− Arr[] = { 3,7,2,9 }

輸出

僅滿足第一個條件的子陣列:6

滿足兩個條件的子陣列:3

下面程式中使用的演算法如下:

在這種方法中,我們觀察到,為了透過交換位使任何子陣列的 XOR 為 0,必須滿足兩個條件:如果從左到右範圍內設定的位數為偶數,或者對於任何給定的範圍,位的總和 <= 2(設定位中的最大數字)

  • 獲取輸入陣列 Arr[] 並計算其長度。

  • 函式 removeSubarr(int arr[], int len) 返回不滿足條件 2 的子陣列的數量。

  • 將初始計數設定為 0。

  • 使用 for 迴圈迭代陣列並獲取變數 sum 和 maxVal。

  • 再使用一個 for 迴圈迭代 60 個子陣列的範圍,因為超過 60 後,條件 2 永遠不會為假。

  • 將元素新增到 sum 並獲取 maxVal 中的最大值。

  • 如果 sum 為偶數且 2 * maxVal > sum,則遞增計數,因為條件 2 未滿足。

  • 在兩個迴圈結束時返回計數。

  • 函式 findSubarrays(int arr1[], int len1) 獲取一個輸入陣列及其長度,並返回滿足上述兩個條件的子陣列的數量。

  • 獲取一個字首陣列來計算僅滿足條件 1 的子陣列的數量。

  • 使用 for 迴圈遍歷陣列,並使用 __builtin_popcountll(arr1[i]) 設定每個元素,它是其中設定的位數。

  • 使用 for 迴圈填充字首陣列,並設定 prefix[i] = prefix[i] + prefix[i - 1],除了第一個元素。

  • 計算字首陣列中奇數和偶數的值。

  • 設定 tmp1= ( oddcount * (oddcount-1) )/2 和 tmp2= ( evencount * (evencount-1) )/2,並將結果設定為兩者的總和。

  • 結果將是僅滿足條件 1 的子陣列的總和。

  • 列印結果。

  • 現在使用 result=result - removeSubarr(arr1, len1) 更新結果。

  • 現在結果包含滿足兩個條件的子陣列。

  • 再次列印結果。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
// Function to count subarrays not satisfying condition 2
int removeSubarr(int arr[], int len){
   int count = 0;
   for (int i = 0; i < len; i++){
      int sum = 0;
      int maxVal = 0;

      for (int j = i; j < min(len, i + 60); j++){
         sum = sum + arr[j];
         maxVal = arr[j] > maxVal ? arr[j]: maxVal;

         if (sum % 2 == 0){
            if( 2 * maxVal > sum)
               { count++; }
         }
      }
   }
   return count;
}
int findSubarrays(int arr1[], int len1){
   int prefix[len1];
   int oddcount, evencount;
   int result;
   for (int i = 0; i < len1; i++)
   { arr1[i] = __builtin_popcountll(arr1[i]); }

   for (int i = 0; i < len1; i++){
      prefix[i] = arr1[i];
      if (i != 0)
         { prefix[i] = prefix[i] + prefix[i - 1]; }
      }
      oddcount = evencount = 0;
      for (int i = 0; i < len1; i++){
         if (prefix[i] % 2 == 0)
            { evencount = evencount +1; }
         else
            { oddcount = oddcount +1; }

      }
      evencount++;
      int tmp1= ( oddcount * (oddcount-1) )/2;
      int tmp2= ( evencount * (evencount-1) )/2;
      result = tmp1+tmp2;
      cout << "Subarrays satisfying only 1st condition : "<<result << endl;
      cout << "Subarrays satisfying both condition : ";
      result = result - removeSubarr(arr1, len1);
      return result;
   }
   int main()
   { int Arr[] = { 1,2,5,4 };
   int length = sizeof(Arr) / sizeof(Arr[0]);
   cout << findSubarrays(Arr, length);
   return 0;
}

輸出

如果我們執行以上程式碼,它將生成以下輸出

Subarrays satisfying only 1st condition : 4
Subarrays satisfying both condition : 3

更新於: 2021 年 10 月 22 日

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