LeetCode刷题--- 找出所有子集的异或总和再求和

发布时间:2023年12月18日

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前言:这个专栏主要讲述递归递归、搜索与回溯算法,所以下面题目主要也是这些算法做的 ?

我讲述题目会把讲解部分分为3个部分:
1、题目解析

2、算法原理思路讲解

3、代码实现


找出所有子集的异或总和再求和

题目链接找出所有子集的异或总和再求和??

题目

一个数组的?异或总和?定义为数组中所有元素按位?XOR?的结果;如果数组为??,则异或总和为?0?。

  • 例如,数组?[2,5,6]?的?异或总和?为?2 XOR 5 XOR 6 = 1?。

给你一个数组?nums?,请你求出?nums?中每个?子集?的?异或总和?,计算并返回这些值相加之??。

注意:在本题中,元素?相同?的不同子集应?多次?计数。

数组?a?是数组?b?的一个?子集?的前提条件是:从?b?删除几个(也可能不删除)元素能够得到?a?。

示例 1:

输入:nums = [1,3]
输出:6
解释:[1,3] 共有 4 个子集:
- 空子集的异或总和是 0 。
- [1] 的异或总和为 1 。
- [3] 的异或总和为 3 。
- [1,3] 的异或总和为 1 XOR 3 = 2 。
0 + 1 + 3 + 2 = 6

示例 2:

输入:nums = [5,1,6]
输出:28
解释:[5,1,6] 共有 8 个子集:
- 空子集的异或总和是 0 。
- [5] 的异或总和为 5 。
- [1] 的异或总和为 1 。
- [6] 的异或总和为 6 。
- [5,1] 的异或总和为 5 XOR 1 = 4 。
- [5,6] 的异或总和为 5 XOR 6 = 3 。
- [1,6] 的异或总和为 1 XOR 6 = 7 。
- [5,1,6] 的异或总和为 5 XOR 1 XOR 6 = 2 。
0 + 5 + 1 + 6 + 4 + 3 + 7 + 2 = 28

示例 3:

输入:nums = [3,4,5,6,7,8]
输出:480
解释:每个子集的全部异或总和值之和为 480 。

提示:

  • 1 <= nums.length <= 12
  • 1 <= nums[i] <= 20

解法

题目解析

给你一个数组?nums?,请你求出?nums?中每个?子集?的?异或总和?,计算并返回这些值相加之?。

输入:nums = [5,1,6]
输出:28
解释:[5,1,6] 共有 8 个子集:
- 空子集的异或总和是 0 。
- [5] 的异或总和为 5 。
- [1] 的异或总和为 1 。
- [6] 的异或总和为 6 。
- [5,1] 的异或总和为 5 XOR 1 = 4 。
- [5,6] 的异或总和为 5 XOR 6 = 3 。
- [1,6] 的异或总和为 1 XOR 6 = 7 。
- [5,1,6] 的异或总和为 5 XOR 1 XOR 6 = 2 。
0 + 5 + 1 + 6 + 4 + 3 + 7 + 2 = 28

算法原理思路讲解????

所有?集可以解释为:每个元素选择在或不在?个集合中(因此,?集有2^{n} 个)。本题我们需要求出所有?集,将它们的异或和相加。因为异或操作满?交换律,所以我们可以定义?个变量,直接记录当前状态的异或和。使?递归保存当前集合的状态(异或和),选择将当前元素添加?当前状态与否,并依次递归数组中下?个元素。当递归到空元素时,表?所有元素都被考虑到,记录当前状态(将当前状态的异或和添加?答案中)
一、画出决策树
决策树就是我们后面设计函数的思路


?二、设计代码

(1)全局变量

int ret;     // 存储异或后的结果
int path;    // 记录路径中子集的状态

(2)设计递归函数

void dfs(vector<int>& nums, int pos);

递归流程如下

  1. 在递归过程中,对于每个元素,我们只能向后选择
    1. 将 path 中子集的异或的结果计入 ret
    2. 选择当前元素,将其异或,然后在递归结束时再次异或(也即是回溯)
  2. 但递归结束,所有符合条件的状态都被记录下来了

?代码实现

  • 时间复杂度:O(2^{n}),,其中?n 为?nums 的长度
  • 空间复杂度:O(n),即为递归时的栈空间开销。
class Solution 
{
    int ret;
    int path;
public:

    void dfs(vector<int>& nums,int pos)
    {
        ret += path;

        for (int i = pos; i < nums.size(); ++i)
        {
            path ^= nums[i];
            dfs(nums,i+1);
            path ^= nums[i];         //回溯
        }
    }
    int subsetXORSum(vector<int>& nums) 
    {
        dfs(nums,0);

        return ret;
    }
};

?

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_74268082/article/details/135054072
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