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P5514 [MtOI2019]永夜的報應 題解

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簡要題意:

給定一個長度為 \(n\) 的序列 \(a\),你需要將其分為若干組,使得每一組的異或之和最小。求這個最小值。

實際上這題是個結論題。

先考慮一個問題:對於一個數 \(x\),唯一的一組 \(S\),你會選擇 \(x\) 單分一組還是加入 \(S\) 呢?

由於異或的結合律,所以我們可以抽象地假設一手,設 \(S\) 中所有元素的異或值為 \(m\).

這個問題就變成了,\(x+m\)\(x \oplus m\),哪個小?

再抽象一手,\(a+b\)\(a \oplus b\),哪個小?

你的直覺可能是 \(a \oplus b\) 小。最好我們還是證明一下。

假設 \(a>b\)\(a\) 化為二進位制後共 \(k\) 位。

對於任意的第 \(i (1 \leq i \leq k)\) 位,存在:

\(0 \oplus 0 = 0 , 0 + 0 = 0\).

\(0 \oplus 1 = 1 , 0 + 1 = 1\).

\(1 \oplus 1 = 0 , 1 + 1 = 10\).(進位)

這樣你就會發現 \(a \oplus b \leq a + b\).

當然如果理論上的證明不夠愉快,可以來一手感性證明。

異或本質是 不進位的加法,加法是 進位的加法

這樣只要存在進位,異或就會比加法的結果小。否則相等。

迴歸剛才的那個問題:

對於一個數 \(x\)

,唯一的一組 \(S\),你會選擇 \(x\) 單分一組還是加入 \(S\) 呢?

顯然答案水落石出,就是加入 \(S\).

這樣整個問題的答案就出來了,\(\text{xor}_{i=1}^n a_i\) 即為答案。

時間複雜度:\(\mathcal{O}(n)\).

實際得分:\(100pts\).

#pragma GCC optimize(2)
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

inline int read(){char ch=getchar(); int f=1; while(ch<'0' || ch>'9') {if(ch=='-') f=-f; ch=getchar();}
	int x=0; while(ch>='0' && ch<='9') x=(x<<3)+(x<<1)+ch-'0',ch=getchar(); return x*f;}

inline void write(int x) {
	if(x<0) {putchar('-');write(-x);return;}
	if(x<10) {putchar(char(x%10+'0'));return;}
	write(x/10);putchar(char(x%10+'0'));
}

int main() {
	int n=read(),s=0;
	while(n--) s^=read();
	write(s);
	return 0;
}