Java XOR操作

时间:2015-05-18 04:55:00

标签: java algorithm bit-manipulation xor bitwise-xor

我遇到了这个问题,其中所有的程序都只是一个逻辑。什么可以填补以下问题的缺失线?

问题陈述

杰克和丹尼尔是朋友。 他们希望加密他们的谈话,以便他们可以避免被侦探机构拦截。所以他们发明了一种新的密码。 每条消息都被编码为长度为 N 的二进制表示 B 。 然后将其写入 K 次,移位 0,1,...,K-1 位。 如果 B = 1001010 K = 4 ,它看起来像:

1001010
 1001010
  1001010
   1001010

然后在每列中计算XOR并将其写下来。此号码称为 S 。例如,对上述示例中的数字进行异或会导致

1110100110

然后将编码的消息 S K 发送给Daniel。

Jack正在使用这种编码算法,并要求Daniel实现解码算法。你能帮丹尼尔实现这个吗?

输入格式

  • 第一行包含两个整数 N K
  • 第二行包含长度 N + K-1 的字符串 S ,由1和0组成。

输出格式

长度 N 的解码消息,由1和0组成。

约束

  • 1≤N≤10^ 6,
  • 1≤K≤10^ 6
  • | S | = N + K-1
  • 保证 S 是正确的。

样本输入#00

   7 4
   1110100110

样本输出#00

   1001010

样本输入#01

   6 2
   1110001

样本输出#01

   101111

输入#00的说明

1001010
 1001010
  1001010
   1001010
----------
1110100110

解释输入#01

101111
 101111
-------
1110001 
import java.io.*;

public class Solution {

    public static void solve(Input in, PrintWriter out) throws IOException {
        int n = in.nextInt();
        int k = in.nextInt();
        char[] c = in.next().toCharArray();
        int x = 0;
        char[] ans = new char[n];
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            ans[i] = (char) (((c[i] - '0') ^ x) + '0');// I understand we are converting the character into integer (c[i] - '0') then xoring it with x which is holding 0 and then again adding '0' to convert back it into character.
            x ^= ans[i] - '0';// But why are we doing this!!. From this line onward things are not clear.
            if (i >= k - 1) {
                ****FILL THE MISSING LINE HERE****

            }
        }
        out.println(ans);
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        PrintWriter out = new PrintWriter(System.out);
        solve(new Input(new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))), out);
        out.close();
    }

    static class Input {
        BufferedReader in;
        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        public Input(BufferedReader in) {
            this.in = in;
        }

        public Input(String s) {
            this.in = new BufferedReader(new StringReader(s));
        }

        public String next() throws IOException {
            sb.setLength(0);
            while (true) {
                int c = in.read();
                if (c == -1) {
                    return null;
                }
                if (" \n\r\t".indexOf(c) == -1) {
                    sb.append((char)c);
                    break;
                }
            }
            while (true) {
                int c = in.read();
                if (c == -1 || " \n\r\t".indexOf(c) != -1) {
                    break;
                }
                sb.append((char)c);
            }
            return sb.toString();
        }

        public int nextInt() throws IOException {
            return Integer.parseInt(next());
        }

        public long nextLong() throws IOException {
            return Long.parseLong(next());
        }

        public double nextDouble() throws IOException {
            return Double.parseDouble(next());
        }
    }
}

1 个答案:

答案 0 :(得分:3)

注意请阅读explenation,只需通过复制粘贴来解决问题答案无效。

您可以利用的约束是

  

第一位不受加密算法的影响。

确实因为所有&#34;面具&#34;向右移动至少一个。因此,您可以假设加密部分的第一位也是解密内容的第一位。

现在您知道了第一位,您可以轻松地重建第二位,因为它只是 xor -ed与我们已经知道的第一位。所以知道我们可以计算第二个。

第三个位与第一个和第二个位进行xor-ed,所以基本上做的是保持一个值,该值是所有已经获得的值的xor,并且使用下一个值xor。最初值为零。

示例

获取第一个样本输入:

1110100110

我们可以推导出第一位是1。所以现在我们知道第二位的掩码是以下形式:

       1110100110
mask    1????????
result 10

现在我们知道第三位的掩码是10的xor,因此1

       1110100110
mask    11???????
result 100

迭代地这将最终导致:

index      0123456789       
data       1110100110
submasks    1001010
             1001010
              1001010
mask       0111??????
result     1001??????

现在在k-1次迭代之后,其中一个不再有一个额外的子掩码:一个只写k次结果的数据,而k-1次子掩码。所以现在我们不再讨论新数据了:我们只查看结果的最后k位,这可以通过 unxoring (或简单地 xoring < / em>)结果k位的位置在左侧。

对于下一个掩码,我们因此 xor 我们的状态(掩码的最后一位),结果的最后一位(1)和结果的第一位( 1)表示状态保持不变(1):

index      0123456789
data       1110100110
submasks    1001010
             1001010
              1001010
mask       01111?????
result     10010?????

现在我们使用最后一个结果位(0)和第二个结果位(0)xor:

index      0123456789
data       1110100110
submasks    1001010
             1001010
              1001010
mask       011111????
result     100101????

对于下一个,我们与最后一个(1)和第三个(0)进行xor,因此我们交换状态。通过继续这个过程,我们最终以:

结束
index      0123456789
data       1110100110
submasks    1001010
             1001010
              1001010
mask       0111110???
result     1001010???

现在我们不再对其余位感兴趣,所以我们终止了。

必须修改哪些内容?

if - 部分,我们需要 xor ^)和i-(k-1)位:

if (i >= k - 1) {
    x ^= ans[i-(k-1)] - '0';
}