使用 C++ 在给定数组的索引范围 [L, R] 内查询按位或
在本文中,我们给定一个整数数组。我们的任务是找到给定范围内所有数字的按位或,例如:
Input: arr[] = {1, 3, 1, 2, 3, 4}, q[] = {{0, 1}, {3, 5}} Output: 3 7 1 OR 3 = 3 2 OR 3 OR 4 = 7 Input: arr[] = {1, 2, 3, 4, 5}, q[] = {{0, 4}, {1, 3}} Output: 7 7
在给定的问题中,我们将采用蛮力方法,然后检查它是否适用于更高的约束。如果不是,那么我们将优化我们的方法以使其也适用于更高的约束。
蛮力方法
在这种方法中,我们只需遍历每个范围并计算该范围内所有数字的按位或,然后打印我们的答案。
示例
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; int main() { int arr[] = { 7, 5, 3, 5, 2, 3 }; int n = sizeof(arr) / sizeof(int); // size of our array int queries[][2] = { { 1, 3 }, { 4, 5 } }; // given queries int q = sizeof(queries) / sizeof(queries[0]); // number of queries for(int i = 0; i < q; i++) { // traversing through all the queries long ans = 0; for(int j = queries[i][0]; j <= queries[i][1]; j++) // traversing through the range ans |= arr[j]; // calculating the answer cout << ans << "\n"; } return 0; }
输出
7 3
这种方法的时间复杂度为 O(N*Q),其中 N 是我们数组的大小,Q 是查询的数量。现在您可以看到,这种复杂度不适用于更高的约束,因此现在我们将优化我们的方法,使其也适用于更高的约束。
高效方法
在这种方法中,我们将计算前缀位计数,然后我们将检查这两个数字中的任何一个是否设置了特定的位。如果是,则我们将此位放入答案中;否则,我们将保留此位。
示例
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; #define bitt 32 #define MAX (int)10e5 int prefixbits[bitt][MAX]; void bitcount(int *arr, int n) { // making prefix counts for (int j = 31; j >= 0; j--) { prefixbits[j][0] = ((arr[0] >> j) & 1); for (int i = 1; i < n; i++) { prefixbits[j][i] = arr[i] & (1LL << j); prefixbits[j][i] += prefixbits[j][i - 1]; } } return; } int check(int l, int r) { // calculating the answer long ans = 0; // to avoid overflow we are taking ans as long for (int i = 0; i < 32; i++) { int x; if (l == 0) x = prefixbits[i][r]; else x = prefixbits[i][r] - prefixbits[i][l - 1]; if (x != 0) ans = (ans | (1LL << i)); } return ans; } int main() { int arr[] = {7, 5, 3, 5, 2, 3}; int n = sizeof(arr) / sizeof(int); // size of our array bitcount(arr, n); int queries[][2] = {{1, 3}, {4, 5}}; // given queries int q = sizeof(queries) / sizeof(queries[0]); // number of queries for (int i = 0; i < q; i++) { cout << check(queries[i][0], queries[i][1]) << "\n"; } return 0; }
输出
7 3
这种方法的时间复杂度为 **O(N)**,其中 N 是我们数组的大小,因此这种方法可以适用于更高的约束。
以上代码的解释
在这种方法中,我们正在计算前缀位计数并将其存储。现在我们计算一个查询,我们遍历该前缀计数并删除 l-1 的位计数,这样我们就有了范围 [l, r] 中数字的位计数。现在我们知道,如果一个位在任何数字中都被设置了,那么如果你将其与任何其他数字进行按位或运算,该位将保持设置状态。利用按位或的这一特性,我们检查位计数是否不为零,这意味着在该范围内存在一个具有设置位的数字,因此我们将答案的该位设置为 1 并继续循环,最后打印答案。
结论
本文解决了一个问题,即计算给定数组的索引范围 [L, R] 内的按位或查询。我们还学习了此问题的 C++ 程序以及解决此问题的完整方法(普通方法和高效方法)。我们可以用其他语言(如 C、Java、Python 和其他语言)编写相同的程序。希望本文对您有所帮助。
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