缺失数字(异或)

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题目

题目描述
从0,1,2,…,n这n+1个数中选择n个数,组成有序数组,请找出缺失的那个数,要求O(n)尽可能小。
在这里插入图片描述

解析

异或大法。

只需要知道一些异或的性质

  • 异或后为0 仅当 两个数分别为0和1
  • 自己异或自己结果为 0
class Solution {
public:
    /**
     * 找缺失数字
     * @param a int整型一维数组 给定的数字串
     * @param aLen int a数组长度
     * @return int整型
     */
   /*0 1 3
   00^ 01^ 11 
   00^ 01^ 10^ 11  = 10*/
    int solve(int* a, int aLen) {
        // write code here
        for(int i =0; i <=aLen; i++){
            if((i^a[i]) != 0) return i;//自己和自己异或为 0
        }
    }
};

其实这题本身数组有序的话,二分也不失为一个好选择。

异或还能用在什么地方呢?

  • 很多数据,只有一个出现了一次,其他都出现两次
<think>好的,我现在需要帮助用户了解C语言中异或运算的用法。首先,我应该回忆一下异或运算的基本概念。异或运算符在C语言中是“^”,它是一个位运算符,按位操作,相同为0,不同为1。比如,5的二进制是0101,3是0011,异或后得到0110,也就是6。用户可能需要具体的例子应用场景,所以我得准备几个示例。 接下来,我需要考虑用户可能的疑问点。比如,异或运算的基本操作是怎样的,有没有代码示例。然后,可能想知道异或的应用,比如交换变量、加密解密、数据校验,或者链表操作。根据提供的引用,看到有关于异或实现加法、双向链表缺失数字的例子,这些都可以作为应用场景。 用户提供的引用中有几个示例代码,比如引用[2]用异或实现加法,引用[3]提到异或指针双向链表,引用[4]的缺失数字问题。这些可以作为实际案例来讲解。另外,引用[5]提到了按位取反优先级的问题,需要注意运算符的优先级,避免用户在使用时出错。 现在需要组织这些信息,结构要清晰。首先介绍异或的基本规则,然后给出基本示例,比如变量交换。接着是实际应用场景,每个场景配一个例子,并引用提供的参考。比如,交换变量不需要临时变量,可以用异或三次的方法。然后,数据加密可以用异或进行简单的加密解密,因为两次异或同一个数会恢复原值。链表部分可能比较复杂,但引用[3]提到了异或链表,可以简单说明其原理。 还要注意用户可能的误区,比如运算符优先级的问题。例如,在复杂的表达式中,异或的优先级可能低于其他运算符,需要加括号。比如,表达式a ^ b & c可能不是预期的结果,应该写成(a ^ b) & c,或者注意运算符的优先级顺序。 另外,引用[4]中的缺失数字问题是一个很好的算法应用示例,可以详细说明如何利用异或的性质找出数组中的缺失数字。这里利用了异或的自反性,即x ^ x = 0,以及x ^ 0 = x的特性,通过异或所有元素索引来找到缺失的那个数。 总结一下,回答的结构应该是:基本概念、基本用法示例、常见应用场景(每个场景一个例子,并引用相关引用)、注意事项(如优先级),以及相关问题。这样用户能够逐步理解异或的用法,并且知道如何应用到实际问题中。 检查是否有遗漏的点,比如错误处理或特殊情况的说明。例如,在交换变量时,如果两个变量指向同一内存地址,使用异或交换会导致结果为0,需要提醒用户注意这种情况。此外,在异或链表的实现中,需要处理指针的操作,这可能比较复杂,但引用[3]中的示例可以作为参考。 最后,生成相关问题,帮助用户进一步学习,比如性能优化、更多应用场景、错误避免等。确保问题覆盖用户可能感兴趣的方面,引导他们深入探索。</think>### C语言异或运算使用方法详解 异或运算(XOR)是C语言中常用的位运算符,符号为`^`。其规则为:**对应位相同得0,不同得1**。例如: $5 \text{ (0101)} \ ^ \ 3 \text{ (0011)} = 6 \text{ (0110)}$[^1]。 #### 一、基本用法示例 1. **变量交换** 无需临时变量,通过三次异或实现: ```c int a = 5, b = 3; a ^= b; // a = 0101 ^ 0011 = 0110 (6) b ^= a; // b = 0011 ^ 0110 = 0101 (5) a ^= b; // a = 0110 ^ 0101 = 0011 (3) ``` *注意:若`a``b`指向同一内存地址,此方法会失效(结果为0)*。 2. **简单数据加密** 利用异或的可逆性: ```c char data = 'A'; char key = 0x55; char encrypted = data ^ key; // 加密 char decrypted = encrypted ^ key; // 解密 ``` #### 二、实际应用场景 1. **找缺失数字** 利用异或的自反性($x \ ^ \ x = 0$)快速定位缺失值[^4]: ```c int missingNumber(int* nums, int numsSize) { int target = 0; for (int i = 0; i < numsSize; i++) { target ^= i ^ nums[i]; } return target ^ numsSize; } ``` 2. **异或链表** 通过异或指针压缩双向链表存储空间[^3]: ```c typedef struct node { int data; struct node* xor_ptr; // 存储前驱与后继的异或结果 } xorlinklist; ``` 3. **实现加法运算** 结合异或与运算模拟二进制加法[^2]: ```c int add(int a, int b) { while (b != 0) { int carry = (a & b) << 1; // 计算进位 a = a ^ b; // 无进位相加 b = carry; } return a; } ``` #### 三、注意事项 1. **运算符优先级** 异或优先级低于比较运算符,复杂表达式需加括号: ```c if ((a ^ b) & mask) { ... } // 正确写法 ``` 2. **类型限制** 仅适用于整型(`int`, `char`等),浮点数需类型转换后使用。
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