找出所有子集的异或总和再求和

本文介绍如何使用深度优先搜索(DFS)算法解决数组的子集异或总和问题。通过Python和Java示例代码展示如何遍历数组,计算不同子集的异或和,并返回这些和的总和。重点讨论了两种编程语言中的函数嵌套和变量处理技巧。

1.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 空 ,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 和 。
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 。

2.示例

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 = 20 + 1 + 3 + 2 = 6

3.分析

3.1.dfs回溯算法
1.深度搜索,依次遍历数组中的元素,每经过一个元素选择子集中 包含/不包含 该元素。
2.每次经过一个元素该条搜索分支变为两条。
3.每当一个搜索到达数组尾部元素,就是生成了一个子集,对应的结果就是子集的异或和。

4.题解

4.1python
class Solution:
    def subsetXORSum(self, nums: List[int]) -> int:
        # 遍历每个元素,确定选与不选
        self.res = 0
        cnt = 1
        n = len(nums) 
        def dfs(idx, cur_sum):
            if idx == n:

                self.res += cur_sum
                return 
            
            dfs(idx + 1, cur_sum) # 不选

            dfs(idx + 1, cur_sum ^ nums[idx]) # 选

        dfs(0, 0)

        return self.res
4.2java
class Solution {
    int res = 0;

    public int subsetXORSum(int[] nums) {
        dfs(nums, 0, 0);
        return res;
    }

    public void dfs(int[] nums, int idx, int cur_sum){
        if(idx == nums.length){
            res += cur_sum;
            return;
        }
        dfs(nums, idx + 1, cur_sum);
        dfs(nums, idx + 1, cur_sum ^ nums[idx]);
    }

}

5.知识点

  1. python中可以进行函数嵌套;而java中不能进行函数嵌套,但可以相互调用。
  2. python中,外函数函数定义的局部变量,在内函数中可以访问但不能修改,如果需要修改可用global关键字声明或者将局部变量定义为实例变量(用self修饰的变量。)
  3. java代码中定义的res变量为实例变量。
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