使用Java查找大小为4的组中元素的不同异或运算得到的数组


给定一个大小为N(4的倍数)的整数数组,我们需要对数组执行异或操作,使得input[1-4]类似于utility_arr[1-4],计算条件如下:如果arr[1-4] = {a1, a2, a3, a4},则q[1-4] = {a1 ⊕ a2 ⊕ a3, a1 ⊕ a2 ⊕ a4, a1 ⊕ a3 ⊕ a4, a2 ⊕ a3 ⊕ a4}

让我们看看各种输入输出场景:

输入 - int[] input = { 5, 2, 3, 4 };

输出 - 异或操作后的结果 4 3 2 5

解释 - 异或门的输出只有当两个输入端处于“不同”逻辑电平的时候才为“高”。如果这两个输入A和B都处于逻辑电平“1”或“0”,则输出为“0”,这使得该门成为一个“奇数但不是偶数门”。换句话说,当输入中1的个数为奇数时,输出为“1”。

a1 ⊕ a2 ⊕ a3 = 5 ⊕ 2 ⊕ 3 = 4

a1 ⊕ a2 ⊕ a4 = 5 ⊕ 2 ⊕ 4 = 3

a1 ⊕ a3 ⊕ a4 = 5⊕ 3 ⊕ 4 = 2

a2 ⊕ a3 ⊕ a4 = 2 ⊕ 3 ⊕ 4 = 5

输入 - int[] input = { 7, 6, 4, 4, 3, 8, 9, 5 };

输出 - 异或操作后的结果 5 5 7 6 2 14 15 4

解释 - 异或门的输出只有当两个输入端处于“不同”逻辑电平的时候才为“高”。如果这两个输入A和B都处于逻辑电平“1”或“0”,则输出为“0”,这使得该门成为一个“奇数但不是偶数门”。换句话说,当输入中1的个数为奇数时,输出为“1”。仅适用于大小为4的倍数的input[]数组,其他大小的输入数组将在奇数位置显示0。

异或操作后的结果 5 5 7 6 2 14 15 4

下面程序中使用的方法如下:

  • 根据异或的性质,a ⊕ a = 0 且 a ⊕ 0 = a。(a ⊕ b ⊕ c) ⊕ (b ⊕ c ⊕ d) = a ⊕ d (因为(b ⊕ c) ⊕ (b ⊕ c) = 0)

  • 为了计算,数组被分成4个一组,我们将遵循异或的性质来计算每一组的结果。

  • 参考上面的性质,使用(a ⊕ d),我们可以计算b和c:(a ⊕ b ⊕ d) ⊕ (a ⊕ d) = b (a ⊕ c ⊕ d) ⊕ (a ⊕ d) = c

  • 通过使用b和c,我们可以使用以下方法得到a和d:(a ⊕ b ⊕ c) ⊕ (b) ⊕ (c) = a (b ⊕ c ⊕ d) ⊕ (b) ⊕ (c) = d

  • 这个过程对所有四组重复。

  • 一个循环使用两个指针i和j,直到数组长度除以四,并引入一个临时值(ans)和一个实用数组(存储答案)。

  • 在for循环内,实现以下异或运算:

    ans= input array[i] ⊕ input array[i+3]

    Utility array[i+1](计算b)= input array[i+1] ⊕ ans

    Utility array[i+2](计算c)= input array[i+2] ⊕ ans

    Utility array[i](计算a)= input array[i] ⊕ ((Utility array[i + 1]) ^ (Utility array[i + 2]))

    Utility array[i](计算d)= input array[i+3] ⊕ ((Utility array[i + 1]) ^ (Utility array[i + 2]))

  • 指针更新到下一组四个字符。

  • 最后,打印数组并将结果返回给用户。

示例

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class Tutorials{
   static int ans = 0;
   public static void main(String args[]){
      int[] input = {7, 1, 2, 3};
      int[] arr = new int[input.length];
      for (int i = 0, j = 0; j < input.length / 4; j++){
         ans = input[i] ^ input[i + 3];
         arr[i + 1] = input[i + 1] ^ ans;
         arr[i + 2] = input[i + 2] ^ ans;
         arr[i] = input[i] ^ ((arr[i + 1]) ^ (arr[i + 2]));
         arr[i + 3] = input[i + 3] ^ (arr[i + 1] ^ arr[i + 2]);
         i += 4;
      }
      System.out.println("Different XORs of elements in groups of size 4 is: ");
      for (int i = 0; i < arr.length; i++){
         System.out.println(arr[i]);
      }
   }
}

输出

如果我们运行上面的代码,它将生成以下输出

Different XORs of elements in groups of size 4 is :
4
5
6
0

更新于:2021年11月5日

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