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📜  通过交换二进制表示形式中的不相等相邻位,最大程度地提高了奇数和偶数索引数组元素之间的差异(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 14:58:03.136000             🧑  作者: Mango

通过交换二进制表示形式中的不相等相邻位,最大程度地提高了奇数和偶数索引数组元素之间的差异

在编写程序时,经常需要对数组进行操作。有时候我们需要尽可能地提高奇数和偶数索引位置之间的差异,这时候就可以使用二进制表示中的差异来实现。

思路

我们可以先将数组中的数转换成二进制形式。然后我们可以从左到右扫描每个数二进制位上的相邻两位,如果这两位不相等,那么我们就交换它们,这样可以最大程度地提高奇数和偶数索引位置之间的差异。

在代码实现中,我们可以使用异或运算来进行位的交换操作。

代码实现

以下是一个示例的 Python 代码实现:

def swap_bits(n):
    # 将 n 转换成二进制数组形式
    bits = []
    while n > 0:
        bits.append(n % 2)
        n = n // 2
    
    # 若 bits 数组长度为奇数,则在数组末尾补 0
    if len(bits) % 2 == 1:
        bits.append(0)
    
    # 从左到右扫描每个数二进制位上的相邻两位
    for i in range(0, len(bits) - 1, 2):
        if bits[i] != bits[i+1]:
            # 交换 bits[i] 和 bits[i+1]
            bits[i] = bits[i] ^ bits[i+1]
            bits[i+1] = bits[i] ^ bits[i+1]
            bits[i] = bits[i] ^ bits[i+1]
    
    # 将 bits 数组转换成十进制数返回
    return sum([bits[i]*2**i for i in range(len(bits))])


# 示例
arr = [5, 7, 2, 1]
for i in range(len(arr)):
    arr[i] = swap_bits(arr[i])
print(arr)  # [10, 11, 1, 2]

以上代码实现的时间复杂度为 $O(nk)$,其中 $n$ 表示数组中元素个数,$k$ 表示每个元素的二进制表示中的位数。虽然时间复杂度不是很优秀,但可以通过优化位交换算法来提高性能。