你真的了解位运算?用了这个运算符,算法的时间复杂度竟然降了一个数量级!

其实这个运算符很容易被人忽略,他就是C语言中的位异或运算符^
位运算符家族中,最常用的,莫过于异或运算符。

我们先看异或运算符的定义: 参与运算的两个值,如果两个相应位相同,则结果为0,否则为1。
即:0^0=0, 1^0=1, 0^1=1, 1^1=0

例如:10100001^00010001=10110000
0^0=0,0^1=1 可理解为: 0异或任何数,其结果=任何数
1^0=1,1^1=0 可理解为: 1异或任何数,其结果=任何数取反
任何数异或自己,等于把自己置0

通过按位异或运算,可以实现两个值的交换,而不必使用临时变量。例如交换两个整数a,b的值,可通过下列语句实现:
a=10100001, b=00000110
a=a^b;   //a=10100111
b=b^a;   //b=10100001
a=a^b;   //a=00000110

异或运算符的特点是:数a两次异或同一个数b(a=a^b^b)仍然为原值a.

利用他的特点,我们可以解决一个常见的问题:
Single Number: 整数型数组中,每个元素均出现两次,除了一个元素例外,如何找出这个元素?能否设计一个线性时间的算法,且不需要额外的存储空间?

其实O(n)的算法不容易一下子想到,先说说常规的解决思路,有如下两种:
1、对元素的出现次数进行统计,可进行n*n循环,判断元素是否只出现了一次。这样时间复杂度为O(n^2), 不需要额外空间。
2、先对元素进行排序,然后进行相邻两元素的对比,如a1和a2对比,a3和a4对比,如果不同,则前一个元素(a1、a3)就是所要查找的元素。
这两种解法的时间复杂度都比O(n)更高。但是,如果你运用了异或运算符的特点,那么这个问题就很容易解决了,算法复杂度为O(n),且不需要额外空间,像这样:

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int singleNumber(int A[], int n) {
int result = 0;
for (int i = 0; i<n; i++)
{
result ^=A[i];
}
return result;
}

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