XOR 異或的性質及應用
阿新 • • 發佈：2019-01-27
簡單理解就是不進位加法，如1+1=0，,0+0=0,1+0=1。
性質
1、交換律
2、結合律（即(a^b)^c == a^(b^c)）
3、對於任何數x，都有x^x=0，x^0=x
4、自反性 A XOR B XOR B = A xor 0 = A
異或運算最常見於多項式除法，不過它最重要的性質還是自反性：A XOR B XOR B = A，即對給定的數A，用同樣的運算因子（B）作兩次異或運算後仍得到A本身。這是一個神奇的性質，利用這個性質，可以獲得許多有趣的應用。 例如，所有的程式教科書都會向初學者指出，要交換兩個變數的值，必須要引入一箇中間變數。但如果使用異或，就可以節約一個變數的儲存空間： 設有A,B兩個變數，儲存的值分別為a，b，則以下三行表示式將互換他們的值 表示式 （值） ：
A=A XOR B (a XOR b)
B=B XOR A (b XOR a XOR b = a)
A=A XOR B (a XOR b XOR a = b)
類似地，該運算還可以應用在加密，資料傳輸，校驗等等許多領域。
運用距離：
1-1000放在含有1001個元素的陣列中，只有唯一的一個元素值重複，其它均只出現
一次。每個陣列元素只能訪問一次，設計一個演算法，將它找出來；不用輔助儲存空
間，能否設計一個演算法實現？
這個演算法已經足夠完美了，相信出題者的標準答案也就是這個演算法，唯一的問題是，如果數列過大，則可能會導致溢位。
解法二、異或就沒有這個問題，並且效能更好。
將所有的數全部異或，得到的結果與1^2^3^...^1000的結果進行異或，得到的結果就是重複數。
但是這個演算法雖然很簡單，但證明起來並不是一件容易的事情。這與異或運算的幾個特性有關係。
首先是異或運算滿足交換律、結合律。
所以，1^2^...^n^...^n^...^1000，無論這兩個n出現在什麼位置，都可以轉換成為1^2^...^1000^(n^n)的形式。
其次，對於任何數x，都有x^x=0，x^0=x。
所以1^2^...^n^...^n^...^1000 = 1^2^...^1000^(n^n)= 1^2^...^1000^0 = 1^2^...^1000（即序列中除了n的所有數的異或）。
令，1^2^...^1000（序列中不包含n）的結果為T
則1^2^...^1000（序列中包含n）的結果就是T^n。
T^(T^n)=n。
所以，將所有的數全部異或，得到的結果與1^2^3^...^1000的結果進行異或，得到的結果就是重複數。
當然有人會說，1+2+...+1000的結果有高斯定律可以快速計算，但實際上1^2^...^1000的結果也是有規律的，演算法比高斯定律還該簡單的多。