Codeforces 400E Inna and Binary Logic(位运算+暴力)

本文介绍了一个关于二进制逻辑运算的算法问题(Codeforces400E)的解决方案,该问题涉及一系列数值的修改操作及求和计算。通过对二进制位的巧妙处理实现了高效更新和求和。

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题目链接:Codeforces 400E Inna and Binary Logic


题目大意:给出n和m,表示有n个数,m次修改,然后给出n个数的值a1[i],通过a1数组可以推断出a2数组,长的为a1的长度减一,接着a3、a4直到an(长度为1),ai[k] = ai-1[k] & ai-1[k+1].sun为所有数的和。每次修改有p和x两个值,表示将a1数组的第p个位置修改成x,输出修改后的sum。


解题思路:假设一开始计算好了sun,然后每一次修改的时候,x和t[p],只要考虑二进制的每个位即可,如果(x&(1<<i)) == (t[p]&(1<<i))那么不变;如果(x&(1<<i)) = 1, (t[p]&(1<<i))=0,那么就要加上s;否则减掉s;s的计算方法:从p往左,连续的l个数t[j]&(1<<i) = 1,往右连续r个数t[j]&(1<<i) = 1,s = (l + r + l*r) * (1<<i)。因为如果出现有一个t[j]&(1<<i) = 0,那么在它后面有多少个t&(1<<i) = 1也没有用。解决完修改的部分,初始值计算就是个问题了,一开始用o(n^2)的方法超时了,很费解。初始值计算,对于每个位i,遍历一遍数组,计算各个连续的片t&(1<<i) = 1的个数c,s += (c*(c+1)*(1<<i)).


#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <algorithm>
#include <iostream>

using namespace std;
typedef long long ll;
const int N = 1e5+5;
int n, m, t[N];
ll s;

void find(int k, ll& l, ll& r, int x) {
	l = r = 0;
	for (int i = x-1; i; i--) {
		if ((t[i]&k) == 0) break;
		l++;
	}

	for (int i = x+1; i <= n; i++) {
		if ((t[i]&k) == 0) break;
		r++;
	}
}

void solve (int p, int x, int y) {
	ll l, r;
	for (int i = 0; (1<<i) < N; i++) {
		int k = (1<<i);
		if ((x&k) == (y&k)) continue;

		find(k, l, r, p);
		ll u = (l * r + l + r + 1) * (ll)k;

		if (x&k) {
			s += u;
		} else {
			s -= u;
		}
	}
}

void init () {
	s = 0;
	scanf("%d%d", &n, &m);
	for (int i = 1; i <= n; i++) scanf("%d", &t[i]);

	for (int i = 0; (1<<i) < N; i++) {
		int k = (1<<i);
		ll c = 0;
		for (int j = 1; j <= n; j++) {
			if (t[j]&k) c++;
			else {
				if (c) s += (c*(c+1)*(ll)k/2);
				c = 0;
			}
		}
		if (c) s += (c*(c+1)*(ll)k/2);
	}
}

int main () {
	init ();
	int p, x;
	for (int i = 0; i < m; i++) {
		scanf("%d %d", &p, &x);
		solve (p, x, t[p]);
		t[p] = x;
		cout << s << endl;
	}
	return 0;
}


### 关于Codeforces上的位运算题目解答 #### 逻辑与运算的应用 在处理一系列整数时,为了找到这些数字共同拥有的二进制特征,可以利用`&`(按位与)运算符。因为当两个对应的二进制位都为1时,结果才为1;只要有一个不为1,则结果就变为0。这意味着,在一组数值中通过连续执行按位与操作能够筛选出所有成员共有的二进制模式[^1]。 ```cpp #include <cstdio> using namespace std; int main() { int t; scanf("%d", &t); while(t--) { int n, x; scanf("%d%d", &n, &x); int ans = x; for(int i = 1; i < n; i++) { scanf("%d", &x); ans &= x; // 对序列中的每一个数做按位与 } printf("%d\n", ans); // 输出最终的结果 } return 0; } ``` 这段代码展示了如何遍历输入的一系列整数并应用按位与(`&`)来找出它们共享的最低限度公共设置位。 #### 处理区间内最小值的最大化问题 对于特定范围内的某些优化挑战,比如最大化某个区间的最小可能值,可以通过巧妙地调整循环条件以及使用特殊的增量表达式(~i&-~i),从而有效地减少不必要的迭代次数[^2]。 ```cpp for (long long i = l; i <= r; i += ~i&-~i) { ans = i; } cout << ans << endl; ``` 此片段尝试在一个指定范围内寻找满足一定条件下最大的起点位置。 #### 字符串匹配验证 针对包含不同类型的标记字符(如'Q'代表提问,'A'代表回答)的任务,可通过简单的计数器机制确保每种事件的发生频率相匹配,以此判断是否存在未解决的问题实例[^3]。 ```cpp // 假设已经读取到整个字符串s bool isValid(const string& s){ int questionCount = 0; for(char c : s){ if(c == 'Q') ++questionCount; else if(c == 'A'){ if(questionCount > 0)--questionCount; else return false; } } return questionCount==0; } ``` 上述伪码提供了一个简易的方法去检验给定字符串里是否有足够的答案对应每个提出的问题。 #### 差异求解策略 面对需要构建新数组使得其元素之差等于已知量的情况,考虑采用分步构造法,并借助中间变量辅助完成目标设定下的最优路径规划[^4]。 ```cpp if(u > v || (v-u)%2!=0){printf("-1\n");return 0;} if(u==0&&v==0){printf("0\n");return 0;} if(u==v){printf("1\n");printf("%lld\n",u);return 0;} w=(v-u)/2;if((u&w)==0){ printf("2\n"); printf("%lld %lld\n",w,u^w); }else{ printf("3\n"); printf("%lld %lld %lld\n",u,w,w); } ``` 这里展示的是根据不同情况分别采取最短步骤达到预期效果的过程。
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