交换扩展到两个以上的变量?
我一直试图将xor-swap扩展到两个以上的变量,比如n
变量。 但是我没有任何地方比3*(n-1)
。
对于两个整数变量x1
和x2
你可以像这样交换它们:
swap(x1,x2) {
x1 = x1 ^ x2;
x2 = x1 ^ x2;
x1 = x1 ^ x2;
}
所以,假设你有x1
... xn
的值为v1
... vn
。 显然你可以通过连续应用交换来“旋转”数值:
swap(x1,x2);
swap(x2,x3);
swap(x3,x4);
...
swap(xm,xn); // with m = n-1
你将以x1 = v2
, x2 = v3
,..., xn = v1
。
其中花费n-1
掉期,每次花费3
xors,给我们留下(n-1)*3
xors。
是一种更快的算法,仅使用xor和赋值,并且没有额外的变量已知?
作为一个部分结果,我尝试了一个蛮力搜索N = 3,4,5,所有这些都与你的公式一致。
Python代码:
from collections import *
D=defaultdict(int) # Map from tuple of bitmasks to number of steps to get there
N=5
Q=deque()
Q.append( (tuple(1<<n for n in range(N)), 0) )
goal = (tuple(1<<( (n+1)%N ) for n in range(N)))
while Q:
masks,ops = Q.popleft()
if len(D)%10000==0:
print len(D),len(Q),ops
ops += 1
# Choose two to swap
for a in range(N):
for b in range(N):
if a==b:
continue
masks2 = list(masks)
masks2[a] = masks2[a]^masks2[b]
masks2 = tuple(masks2)
if masks2 in D:
continue
D[masks2] = ops
if masks2==goal:
print 'found goal in ',ops
raise ValueError
Q.append( (masks2,ops) )
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