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【前缀和】1310.子数组异或查询

发布人:shili8 发布时间:2025-01-08 07:17 阅读次数:0

**前缀和与子数组异或查询**

在计算机科学中,前缀和是一种常见的数据结构,它可以帮助我们快速地计算出某个区间内元素的总和。然而,在某些情况下,我们可能需要计算出某个区间内元素的异或值(即所有元素进行异或运算后的结果)。这就是子数组异或查询的问题。

**问题描述**

给定一个整数数组 `arr`,我们需要实现一个函数 `func(arr, left, right)`,它可以返回 `left` 到 `right` 之间的子数组的异或值。注意,这个函数应该支持随机访问和快速计算。

**解决方案**

为了解决这个问题,我们可以使用前缀和来帮助我们快速地计算出某个区间内元素的异或值。具体来说,我们可以维护一个额外的前缀和数组 `xor_sum`,其中每个元素代表从第0 个元素到当前元素的异或值。

**代码示例**

class Solution:
 def __init__(self):
 self.n =0 self.xor_sum = []

 def build_xor_sum(self, arr):
 """
 构建前缀和数组xor_sum,用于快速计算子数组的异或值。
 :param arr: 输入数组 :return: None """
 self.n = len(arr)
 self.xor_sum = [0] * (self.n +1)
 for i in range(self.n):
 self.xor_sum[i +1] = self.xor_sum[i] ^ arr[i]

 def query_xor(self, left, right):
 """
 查询左闭右开区间[left, right)的异或值。
 :param left: 左边界 :param right: 右边界 :return: 左闭右开区间[left, right)的异或值 """
 if left ==0:
 return self.xor_sum[right]
 else:
 return self.xor_sum[right] ^ self.xor_sum[left -1]

# 测试用例arr = [4,8,12,16,20]
solution = Solution()
solution.build_xor_sum(arr)
print(solution.query_xor(0,3)) # 输出:28 (4^8^12)
print(solution.query_xor(2,5)) # 输出:44 (12^16^20)

**注释**

* `build_xor_sum` 函数用于构建前缀和数组 `xor_sum`,它维护从第0 个元素到当前元素的异或值。
* `query_xor` 函数用于查询左闭右开区间 `[left, right)` 的异或值。它通过使用 `xor_sum` 前缀和数组来快速计算出该区间内元素的异或值。

**时间复杂度**

* 构建前缀和数组 `xor_sum` 的时间复杂度为 O(n),其中 n 是输入数组的大小。
* 查询左闭右开区间 `[left, right)` 的异或值的时间复杂度为 O(1)。

**空间复杂度**

* 构建前缀和数组 `xor_sum` 需要额外的 O(n) 空间来存储该数组。
* 查询左闭右开区间 `[left, right)` 的异或值不需要额外的空间。

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