题解 [email protected]洛谷 【【模板】线性基】

刚刚口胡并学了线性基,就来写篇题解,记录一下。


nn 个数中选取若干个,使他们的异或和最大。

既然是异或和,因为异或是位运算,肯定要用到二进制的。

考虑异或和的性质:对于这一位,有奇数个 11 求异或和,结果为 11;有偶数个 11 求异或和,结果为 00。这一性质告诉我们,当我们对当前位置完成决策的时候,后面所有位的异或和无论怎样也不会影响到现有结果。想到从高位到低位扫一遍,对每一位取最优决策,就是结果。

但因为每一位二进制位可能有很多 11,不方便进行决策,于是思考能不能构造一个序列,使得在这个序列中,任取若干个数求异或和的结果组成的集合,与原序列求异或和的结果组成的集合一样,且这个序列的每个数的最高位 11 所在位数不一样呢?这种情况下,我们在新序列上决策和在原数列上决策是等效的。

但是我太菜了发现并不会构造,怎么办呢?上百度搜线性基正解吧。

结果一搜发现我已经口胡出来了,愣是傻傻的不会构造 /jk /jk,那就继续说吧。

线性基就是由原数列集合构造出的满足下面性质的集合:

  1. 线性基内的元素可以通过求异或和,得到原集合的元素任意求异或和得到的所有值。
  2. 线性基是满足上面性质的最小的集合。
  3. 线性基不存在异或和为 00 的子集。
  4. 线性基中,任取不同的子集求异或和,得到的答案不同。(即线性基子集的异或和具有唯一性)
  5. 线性基内所有元素的二进制最高位互不相同。

考虑进行构造:

在线性基插入元素 xx,从高位向低位扫,如果 xx 二进制下该位为 11,且不存在最高位为该位的线性基元素,将其加入线性基。如果该位为 11,但已经存在元素的最高位为该位,将 xx 异或上该元素,继续向后搜。

要查询最大值,从高位到低位枚举线性基中最高位为该位的元素,如果答案异或上这个数比原来的答案大,更新答案。这样因为更低位的结果无法影响当前位,因此这一方法是最优的。


代码:

//By: [email protected]_er(122461)
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const ll N = 55, bit = 50;
 
ll n, a, p[N];
void insert(ll k) {
	for(ll i=bit;i>=0;i--) {
		if(!(k&(1LL<<i))) continue;
		if(!p[i]) return p[i] = k, void();
		k ^= p[i];
	}
}
ll maxXor() {
	ll res = 0;
	for(ll i=bit;i>=0;i--) res = max(res, (res^p[i]));
	return res;
}

int main() {
	scanf("%lld", &n);
	while(n--) {scanf("%lld", &a); insert(a);}
	printf("%lld\n", maxXor());
	return 0;
}