【LeetCode】421. Maximum XOR of Two Numbers in an Array 解题报告(Python & C++)
作者: 负雪明烛
id: fuxuemingzhu
个人博客: http://fuxuemingzhu.cn/
题目地址:https://leetcode.com/problems/maximum-xor-of-two-numbers-in-an-array/description/
题目描述
Given a non-empty array of numbers, a0, a1, a2, … , an-1
, where 0 ≤ ai < 2^31
.
Find the maximum result of ai XOR aj, where 0 ≤ i, j < n.
Could you do this in O(n) runtime?
Example:
Input: [3, 10, 5, 25, 2, 8]
Output: 28
Explanation: The maximum result is 5 ^ 25 = 28.
解题方法
依次遍历每一位
这个题不是很会,不过学到了异或操作的一个重要性质:a^b = c, 则有 a^c = b,且 b^c = a;
因此如果相求最大的c,可以把c设成1,看b存在不存在给定的数组当中。
下面的内容来自:https://kingsfish.github.io/2017/12/15/Leetcode-421-Maximum-XOR-of-Two-Numbers-in-an-Array/ 这个文章很好,讲的很详细大体能明白。
我们还需要用上一个异或的特性,假设a和b产生了最终的答案max,即a ^ b = x,那么根据异或的特性,a ^ x = b。同理,a和b的最高位(前n位)也有相同的性质。
先以最高位为例子,我们可以把所有的数字的最高位放到一个HashSet里面,然后使用1与set里面的所有数字进行异或,如果得出的结果仍然在set里面,那么最终结果的最高位必然为1,否则为0。也即,先假定结果为1,然后与set中所有数字异或,假定a与1异或得到结果b(a ^ 1 = b),而b仍然在set里面,那么说明set中有两个数字异或能得到1(a ^ b = 1)。否则,set中没有两个数字能够异或得到1,那么最终结果的最高位为1的假设失败,说明最终结果的最高位为0。以此类推可以得到第二位、第三位。。。的数字。
再做一下推广,我们将所有数字的前N位放到一个HashSet里面,然后使用之前N-1位得到的最大值前缀prefix与set里面的所有数字进行异或,如果得出的结果仍然在set中,那么第N位必然为1,否则为0。
举个例子,给定数组[14, 11, 7, 2],二进制表示分别为[1110, 1011, 0111, 0010]。题目说了,数字最长不会超过32位,所以应从i = 31开始,但是所有数字中最多位4位数,简单起见,我直接从最高位i=3开始
1. i = 3, set = {1000, 0000} => max = 1000
2. i = 2, set = {1100, 1000, 0100, 0000} => max = 1100
3. i = 1, set = {1110, 1010, 0110, 0010} => max = 1100
4. i = 0, set = {1110, 1011, 0111, 0010} => max = 1100
Python代码:
class Solution(object):
def findMaximumXOR(self, nums):
"""
:type nums: List[int]
:rtype: int
"""
ans = mask = 0
for x in range(32)[::-1]:
mask += 1 << x
prefixSet = set([n & mask for n in nums])
temp = ans | 1 << x
for prefix in prefixSet:
if temp ^ prefix in prefixSet:
ans = temp
break
return ans
C++代码:
class Solution {
public:
int findMaximumXOR(vector<int>& nums) {
int res = 0;
int mask = 0;
unordered_set<int> s;
for (int i = 31; i >= 0; i--) {
s.clear();
mask |= 1 << i;
for (int num : nums) {
s.insert(num & mask);
}
int tmp = res | (1 << i);
for (int pre : s) {
if (s.count(tmp ^ pre)) {
res = tmp;
break;
}
}
}
return res;
}
};
前缀树
使用Trie也能做,但是我还没有想明白。。
日期
2018 年 3 月 7 日
2018 年 12 月 19 日 —— 感冒了,好难受
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