力扣每日一题3211.生成不含相邻零的二进制字符串

题目描述：

3211. 生成不含相邻零的二进制字符串

给你一个正整数 n。

如果一个二进制字符串 x 的所有长度为 2 的子字符串中包含 至少 一个 "1"，则称 x 是一个 有效 字符串。返回所有长度为 n 的 有效 字符串，可以以任意顺序排列。

示例 1：

输入： n = 3

输出： ["010","011","101","110","111"]

解释：

长度为 3 的有效字符串有："010"、"011"、"101"、"110" 和 "111"。

示例 2：

输入： n = 1

输出： ["0","1"]

解释：

长度为 1 的有效字符串有："0" 和 "1"。         

解题思路

1. 创建一个空的 std::vector<std::string> 容器 ans 用于存储结果。
2. 计算掩码 mask，其值为 (1 << n) - 1，即由 n 个连续的 1 组成的二进制数。例如，当 n=3 时，mask 为 7（即二进制的 111）。
3. 使用循环遍历从 0 到 (1 << n) - 1 的所有整数 i。
   • 计算 x = mask ^ i，即将 i 与掩码进行异或操作，得到一个新的整数 x。
   • 检查 x 是否满足条件：((x >> 1) & x) == 0。这个条件确保 x 中没有两个相邻的 1。
   • 如果条件满足，使用 std::bitset<32> 将 (1 << n) | i 转换为二进制字符串，并截取最后 n 位作为结果字符串，添加到 ans 中。

代码实现

class Solution {
public:
    std::vector<std::string> validStrings(int n) {
        std::vector<std::string> ans;
        // 构建位数为n的掩码，示例1中n为3，则mask为111
        int mask = (1 << n) - 1;
        for (int i = 0; i < (1 << n); i++) {
            // i与比特位都是1的mask异或，则标记0的位置位1.
            int x = mask ^ i;
            // x左移1位后与自身与为0，则x不存在练习的1.
            if (((x >> 1) & x) == 0) {
                // 使用bitset来处理二进制字符串，并转换为string类型
                std::bitset<32> b((1 << n) | i);
                ans.push_back(b.to_string().substr(32 - n));
            }
        }
        return ans;
    }
};