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算法学习笔记(12): 线性基

时间:2023-02-03 22:22:34浏览次数:47  
标签:12 int res 异或 笔记 算法 那么 ans xxj

线性基

熟练掌握异或运算是食用本文的大前提,请读者留意

是什么?

是一种利用线性代数的知识,用于解决异或问题的一种手段(不能算作数据结构吧这)

本文并不会涉及到线性代数。而是从OI基础算法思想的角度阐释线性基。尽管这可能违背了设计该方法的初衷。

一般来说,预处理的时间复杂度为 \(O(kn)\) 其中 \(k\) 一般为 \(31 \sim 32\),也就是 \(log_2max\)。单次操作一般也是 \(O(k)\) 的复杂度。

可以做什么?

  • 查询异或和第 \(k\) 小

  • 查询异或和最大值(最常用)

  • 某个数可否被异或出来

  • ……

如何实现?

xxj 是一个数组,至于为什么去这个名字……

xxj[i] 表示最高为 1 的位 i 的一个异或和(如果有的话)。

我们只需要维护这么 \(k\) 个数就行了

我们可以这么理解,0100 可以由 01010001 异或和起来,那么我们只需要维护 01010001 即可。

新增一个数

考虑如何新增一个数 x 进去?

由于我们维护的是异或和,那么对于 xxj 内的任何元素都可以异或上 x 以保证至多只有 \(k\) 个数。

假设 x 最高为 1 的位为 i,如果 xxj[i] 已经存在了一个数,那么我们将 x 异或上 xxj[i],重复上述步骤,否则,就令 xxj[i] = x

如果,最终 x 变成了 0,那么证明,用之前存在的数可以凑出 x,否则,不可以。

其实,这既是维护基的方法,也是判断某个数是否可以被异或出来的方法……

查询可以异或出来的最大值

这里,我们利用贪心的思想,先找到xxj内最大的数,也就是最高为 1 的为最高的那个数。

很明显,如果 i < j 那么 xxj[i] < xxj[j]

假如我们找到了 xxj[i],令 res = xxj[i],然后逆序 j 枚举 [0, i),如果,res 的第 j 位不为 1,那么res ^= xxj[j]

但是……我们的实现肯定不能如此复杂,那么就考虑贪心,如果 j 位为 变为了 1,那么之后的所有位都变为 1 做出的贡献都没有这个位做出的贡献大,那么我们优先保证最高位为1即可。

int qmax() {
    int ans = 0;
    for (int i = 30; i >= 0; --i) {
    	ans = max(ans, ans ^ xxj[i]);
    }
    return ans;
 }   

解释了跟没解释一样……

查询异或和第 \(k\) 小

暂时没时间写了,候补

标签:12,int,res,异或,笔记,算法,那么,ans,xxj
From: https://www.cnblogs.com/jeefy/p/17090605.html

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