问题描述
LC:https://leetcode.com/problems/maximum-xor-of-two-numbers-in-an-array/
input
有人能解释一下当我们在 nums[i] 上应用 AND 运算符时发生了什么,它看起来像一个逐渐变小的掩码(从 2^31、2^30...开始)
public int findMaximumXOR(int[] nums) {
int max = 0,mask = 0;
for (int i = 31; i >= 0; i--){
mask = mask | (1 << i);
Set<Integer> set = new HashSet<>();
for(int num : nums){
int left = num & mask
set.add(left);
}
int greed = max | (1 << i);
for (int prefix : set){
if (set.contains(greed ^ prefix)) {
max = greed;
break;
}
}
}
return max;
}
我从评论中知道它应该保留左边的位而忽略右边的位,但我仍然不确定这段代码背后发生了什么。
解决方法
我发现将其视为递归算法最容易。
基本情况是所有数字都为零。那么最大异或显然为零。
递归地,我们修剪掉每个数字的最低有效位并解决子问题。现在,假设我们知道这个子问题的最大值,称它为 submax
,答案是 submax<<1
或 (submax<<1)|1
,因为数字的最低有效位只影响最低有效位最大异或。我们可以通过测试任意两个数字是否有这个 XOR 来检查答案是否为 (submax<<1)|1
。
此代码更喜欢屏蔽低位而不是移位。循环从最高有效到最低有效打开 mask
的每个连续位,对应于当前递归调用中数字的增加长度。 num & mask
将当前忽略的低位清零。
给定输入[3,10,5,25,2,8]
,输出为28
(由5
^25
给出):
Num Binary
5 00101
^ 25 11001
------------
= 28 11100
注意 xor
运算在两位不同时给出 1
,否则为 0
。因此,考虑到这一点,我们从左侧开始(最重要的位,在您的代码中由 i=31
给出)。
与
mask = mask | (1 << i);
我们在每次迭代中计算 mask
。在第一次迭代中,掩码是 100...000
,然后是 1100...000
,以此类推。如果您不确定如何操作,请参阅 this answer。
请注意,我们使用的是贪婪方法 - 当您处理第 i
位时,您只关心该位置的位;左边的那些之前已经处理过了,右边的将在随后的迭代中处理。考虑到这一点,在下一步中,我们创建一个哈希集 set
并将所有 num & mask
值放入其中。例如,当 i=30 时,我们的掩码是 110...000
,因此在这一点上,我们只查看 i=30
和 5
中的第 25
位(左侧的 MSB ,在 i=31
处,已经得到处理,并且由于我们执行 &
,右边的那些被忽略,因为我们的掩码在那里有所有 0
)。
接下来,用:
int greed = max | (1 << i);
我们为当前迭代设置了我们的“期望”。理想情况下,我们希望在第 1
个位置有一个 i
,因为我们想要找到最大的异或。使用这个集合,我们查看 set
中的所有元素,看看是否有任何元素符合我们的期望。如果找到,则相应地更新 max
,否则我们的 max
保持不变。