每日算法系列【LeetCode 810】黑板异或游戏

简介: 每日算法系列【LeetCode 810】黑板异或游戏

题目描述

一个黑板上写着一个非负整数数组 nums[i] 。小红和小明轮流从黑板上擦掉一个数字,小红先手。如果擦除一个数字后,剩余的所有数字按位异或运算得出的结果等于 0 的话,当前玩家游戏失败。 (另外,如果只剩一个数字,按位异或运算得到它本身;如果无数字剩余,按位异或运算结果为 0。)

换种说法就是,轮到某个玩家时,如果当前黑板上所有数字按位异或运算结果等于 0,这个玩家获胜。

假设两个玩家每步都使用最优解,当且仅当小红获胜时返回 true。

示例1

输入:
nums = [1, 1, 2]
输出:
false
解释:
小红有两个选择: 擦掉数字 1 或 2。
如果擦掉 1, 数组变成 [1, 2]。剩余数字按位异或得到 1 XOR 2 = 3。那么小明可以擦掉任意数字,因为小红会成为擦掉最后一个数字的人,她总是会输。
如果小红擦掉 2,那么数组变成[1, 1]。剩余数字按位异或得到 1 XOR 1 = 0。小红仍然会输掉游戏。

提示

  • 1 <= N <= 1000
  • 0 <= nums[i] <= 2^16

题解

小红获胜的条件就是,某一步轮到她的时候,所有数异或等于 0 。

而反过来,她输的条件就是,面对 n 个数,无论她选哪个数,去掉这个数之后剩下的数的异或都等于 0 。

假设 n 个数的异或为 S ,也就是令:

因为两个相同的数的异或为 0 ,所以去掉任意一个数  之后的异或为  ,所以  ,也就是所有的数都相等。

此时如果 n 是偶数,那么 n 个数的异或必为 0 ,和小红必输矛盾了,所以 n 一定要是奇数。

也就是说,如果 n 是偶数,那么小红总有办法去掉一个数,然后使得剩下的数异或不为 0 ,这时小明就没办法获胜。而不管小明擦除哪个数,轮到小红的时候个数又变成了偶数,小红就可以继续不输擦除下去。直到最后,一定是小红面对着空的数集,最终获胜。

而 n 是奇数的时候,无论小红选什么数,小明面对的都是偶数个数,那么小明必胜。

综上,n 是偶数小红必胜,或者刚开始 n 个数异或就是 0 ,这样不管奇偶,小红都能获胜。

代码

c++

class Solution {
public:
    bool xorGame(vector<int>& nums) {
        if (!(nums.size()&1)) return true;
        int x = 0;
        for (auto i : nums) x ^= i;
        return !x;
    }
};

python

from functools import reduce
class Solution:
    def xorGame(self, nums: List[int]) -> bool:
        return (len(nums)&1) == 0 or reduce(operator.xor, nums) == 0

后记

官方题解是这么说的:如果 n 是偶数,那么小红有很大概率获胜,因为如果游戏能够一直进行下去,小明将会是擦除最后一个数的人,轮到小红时黑板上已经没有数,小红获胜。然后再推测 n 是偶数情况下的必胜条件,但是这样带有一点先猜后验证的成分。

所以我的推测方法直接从必胜条件出发,推测出 n 是偶数,这样过渡自然,更符合思考的路线。

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