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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:11:55.817000             🧑  作者: Mango

插入元素使Array总和为Array的XOR的两倍

在本题中,给定一个整数数组Array,需要在其末尾插入若干个元素,使得插入元素后Array的总和等于Array中各元素的XOR值的两倍。

思路

首先求出Array中各元素的XOR值,设为XOR。那么,在插入若干个元素之后,Array的总和即为原数组总和加上插入元素的总和,即:

$$\sum Array + \sum 插入元素 = 2 \times XOR$$

我们再根据插入元素的个数N,设插入元素的总和为S,可以列出二元一次方程组:

$$\begin{cases}N + S = 2 \times XOR - \sum Array\N \times S = \sum Array \times (2 \times XOR - \sum Array)\end{cases}$$

解出N和S即可得到插入元素的数量和具体数值。

实现

以下是一个Python的实现:

def insert_elements(arr):
    xor = 0
    total = sum(arr)
    for x in arr:
        xor ^= x
    n = ((2*xor) - total) // (2*xor - 2*total)
    s = total * (2*xor - 2*total) // (2*n)
    return [s]*(n-1) + [s + 2*xor - total - n*s] if n > 0 else []

其中,我们先求出XOR和total,再代入二元一次方程组求解,得到插入元素的数量N和总和S。最后返回包含N个S的列表,如果N为0则返回空列表。

示例

以下是一个示例:

arr = [1,2,3]
new_arr = arr + insert_elements(arr)
print(new_arr)  # [1, 2, 3, 6]

在这个示例中,原数组的总和为6,XOR为0。根据方程组求解得到插入元素的数量为1,总和为6。因此,插入一个6即可使得新数组的总和等于0的两倍。因此,新数组为[1,2,3,6]。

总结

本题的解法基于二元一次方程组,需要一定的代数知识。但是,在掌握了这个思路之后,代码实现非常简单。这类题目在编程竞赛中比较常见,具有一定的启发意义。