📜  选择X以使(A xor X)+(B xor X)最小(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:41:57.117000             🧑  作者: Mango

介绍

本文将介绍一个问题:如何选择一个数X,使得(A xor X)+(B xor X)最小。

引入异或运算

在解决问题之前,我们先来了解一下异或运算。异或运算(xor)是计算机中的一种位运算,用于对二进制数进行操作。异或的符号为^,若对应的两个二进制数位相同,则结果为0,否则为1。

例如:

1 ^ 1 = 0
0 ^ 1 = 1
1 ^ 0 = 1
0 ^ 0 = 0
问题分析

现在我们要求的是 (A xor X)+(B xor X) 的最小值。我们可以将它拆开成两部分:

(A xor X) + (B xor X) = (A + B) xor (X + X)

因为异或运算具有可逆性,也就是说,对一个二进制数X异或同一个数Y两次,结果不变。

例如:

(1010) ^ (0101) = (1111)
(1111) ^ (0101) = (1010)

所以,(A + B) xor (X + X) 等价于 (A + B) xor Y,其中,Y = X xor X。

解决方法

我们需要找到一个数X,使得 (A + B) xor Y 最小。可以通过以下步骤来解决问题:

  1. 计算 A + B 的值;
  2. 将 A + B 与 Y 进行异或运算,得到结果Z;
  3. 从二进制数的最高位开始,依次尝试将 Z 的每一位从1改为0,比较得到最小值;若某一位为0,则不进行改变,直接查看下一位。

代码实现如下:

def find_min(A, B):
    # 计算 A + B
    C = A + B
    # 计算 Y
    Y = 0
    for i in range(len(bin(C))-2):
        Y += pow(2, i)
    # 计算 Z
    Z = C ^ Y
    # 从高到低遍历 Z
    for i in range(len(bin(C))-2, 0, -1):
        bit = pow(2, i-1)
        if Z & bit:    # 当前位为1,尝试将其改为0
            X = Y - bit
            return X
    return Y  # 如果所有位都为0,则直接返回 Y
总结

这篇文章介绍了一个有趣的问题,并提出了解决方法。在此过程中,我们了解了异或运算及其性质,也学习了一些二进制数的计算方法。希望这篇文章能够对你有所帮助。