在 C++ 中最大化 XOR 为零的子数组数量


给定一个包含整数值的数组 Arr[]。目标是找到 XOR 为 0 的最大子数组数量。任何子数组的位都可以交换任意次数。

注意:1<=Arr[i]<=1018

为了通过交换位使任何子数组的 XOR 为 0,必须满足两个条件:

  • 如果从左到右范围内设置的位数为偶数。

  • 对于任何给定的范围,位的总和 <= 2(设置位中的最大数字)

让我们看看这个的不同输入输出场景 -

输入−Arr[] = { 1,2,5,4 }

输出

仅满足第一个条件的子数组:4

满足两个条件的子数组:3

输入− Arr[] = { 3,7,2,9 }

输出

仅满足第一个条件的子数组:6

满足两个条件的子数组:3

下面程序中使用的算法如下:

在这种方法中,我们观察到,为了通过交换位使任何子数组的 XOR 为 0,必须满足两个条件:如果从左到右范围内设置的位数为偶数,或者对于任何给定的范围,位的总和 <= 2(设置位中的最大数字)

  • 获取输入数组 Arr[] 并计算其长度。

  • 函数 removeSubarr(int arr[], int len) 返回不满足条件 2 的子数组的数量。

  • 将初始计数设置为 0。

  • 使用 for 循环迭代数组并获取变量 sum 和 maxVal。

  • 再使用一个 for 循环迭代 60 个子数组的范围,因为超过 60 后,条件 2 永远不会为假。

  • 将元素添加到 sum 并获取 maxVal 中的最大值。

  • 如果 sum 为偶数且 2 * maxVal > sum,则递增计数,因为条件 2 未满足。

  • 在两个循环结束时返回计数。

  • 函数 findSubarrays(int arr1[], int len1) 获取一个输入数组及其长度,并返回满足上述两个条件的子数组的数量。

  • 获取一个前缀数组来计算仅满足条件 1 的子数组的数量。

  • 使用 for 循环遍历数组,并使用 __builtin_popcountll(arr1[i]) 设置每个元素,它是其中设置的位数。

  • 使用 for 循环填充前缀数组,并设置 prefix[i] = prefix[i] + prefix[i - 1],除了第一个元素。

  • 计算前缀数组中奇数和偶数的值。

  • 设置 tmp1= ( oddcount * (oddcount-1) )/2 和 tmp2= ( evencount * (evencount-1) )/2,并将结果设置为两者的总和。

  • 结果将是仅满足条件 1 的子数组的总和。

  • 打印结果。

  • 现在使用 result=result - removeSubarr(arr1, len1) 更新结果。

  • 现在结果包含满足两个条件的子数组。

  • 再次打印结果。

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;
}

输出

如果我们运行以上代码,它将生成以下输出

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

更新于: 2021 年 10 月 22 日

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