【算法新题】TJOI2017-异或和

题目内容

原题链接

给定一个长度为 $n$ 的整数数组 $a$ ，问所有子数组和的异或和是多少。

数据范围

$1\leq n\leq 10^5$
$\sum a_i\leq 10^6$

题解

基本思路

本题是 ARC092D - Two Sequences 的同类型题，ARC092D 中是两个数和的异或和，而本题是两个数差的异或和。

子数组的和，自然会想到前缀和，考虑 $pre_i$ 和 $pre_j$ ， $j < i$ ，那么子数组 $a_{j+1},a_{j+2},\cdots,a_i$ 的和为 $pre_i-pre_j$

考虑减法的特性，先考虑低位，低位不够了会向高位借位。

考虑和的第 $k$ 位， $x=pre_i\bmod 2^{k+1},y=pre_j\bmod 2^{k+1}$

$x\geq y$ ，考虑 $x - y$ 的第 $k$ 位是否为 $1$
$x < y$ ，因为 $pre_i\geq pre_j$ ，所以可以将 $2^{k+1}$ 添加到 $x$ 上
判断 $x+2^{k+1}-y$ 的第 $k$ 位是否为 $1$ 。

这样的做法需要枚举 $i$ 和 $j$ ，时间复杂度是 $O(n^2)$ ，考虑如何优化。

优化

我们需要枚举 $i$ 的同时，找到所有满足条件的 $j$ 。

以 $k = 2$ 为例，区间和为 $0100_2,0111_2]$ 以及 $1100_2,1111_2]$ 的区间是满足条件的。

$0100_2,0111_2]$ 对应的 $pre_j$ 范围是 $x-0111_2,x-0100_2]$
$1100_2,1111_2]$ 对应的 $pre_j$ 范围是 $x-1111_2,x-1100_2]$

显然这些区间都不能为负数，所以我们需要额外判断，对于 $pre_i\geq 2^{k+1}$ 的 $x$ ，就给他们加上 $2^{k+1}$ 。

用树状数组来维护区间内数的个数。

时间复杂度： $O(20n\times \log 10^6)$ ，其中 $20$ 是值域对应的二进制数的最大位数， $log 10^6$ 是树状数组单次操作的复杂度。

代码

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;const int N = 100010;
const int MAX = 1000010;
const int BIT = 20;int a[N];
int pre[N];
int tr[MAX];void update(int p, int x, int limit) {p += 1;while (p <= limit) {tr[p] += x;p += p & -p;}
}int query(int p) {p += 1;int res = 0;while (p > 0) {res += tr[p];p -= p & -p;}return res;
};int main()
{ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(nullptr);int n;cin >> n;for (int i = 0; i < n; ++i) {cin >> a[i];pre[i + 1] = pre[i] + a[i];}int ans = 0;for (int k = 0; k < BIT; ++k) {int mod = 1 << (k + 1);int mask = mod - 1;int limit = min(MAX - 1, mod);update(0, 1, limit);int cnt = 0;for (int i = 1; i <= n; ++i) {int cur = pre[i] & mask;if (pre[i] >= mod) {cur += mod;}// L 是最小值，R 是最大值// cur 需要大于等于最小值，int L = 1 << k, R = (1 << (k + 1)) - 1;if (cur >= L) {int maxv = cur - L;int minv = max(0, cur - R);cnt ^= query(maxv) - query(minv - 1) & 1;L = 3 << k, R = (1 << (k + 2)) - 1;if (cur >= L) {maxv = cur - L;minv = max(0, cur - R);cnt ^= query(maxv) - query(minv - 1) & 1;}}update(pre[i] & mask, 1, limit);}if (cnt) ans |= 1 << k;memset(tr, 0, sizeof(int) * (limit + 1));}cout << ans << "\n";return 0;
}