线性基
线性基
Tags:数学
作业部落链接：https://www.zybuluo.com/xzyxzy/note/1076707
前言
网上优秀博客：https://blog.sengxian.com/algorithms/linear-basis
机房大佬们的总结 yyb%yl%zsy orz
一、理解
所谓基大概就是指
在一个集合内定义一种运算，用基中的元素可以运算出所有用集合中的元素运算的结果
可以理解成基是一个集合的。。浓缩？
然后线性基呢就是这个运算是异或运算
二、性质
线性基中以每一位为最高位的1的数至多只有一个
所以把一个元素加入线性基中，那么
if(x&(1<<j))
{
if(!p[j]){p[j]=x;break;}//一定要break！！
else x^=p[j];
}
三、题目
四、应用
- 求最大异或和
- 求K小异或和
一个技巧
- 求1-n路径最大异或值就是任意一条1到n的路径异或上图中的一些环得到的
代码
最大异或和（较简单【模板】线性基）
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#define ll long long
using namespace std;
ll read()
{
char ch=getchar();ll h=0,t=1;
while(ch!='-'&&(ch>'9'||ch<'0'))ch=getchar();
if(ch=='-')t=-1,ch=getchar();
while(ch>='0'&&ch<='9'){h=h*10+ch-'0';ch=getchar();}
return h*t;
}
ll N,A[70],ans;
int main()
{
N=read();
for(int i=1;i<=N;i++)
{
ll x=read();
for(int j=63;j>=0;j--)
if(x&(1LL<<j))
{
if(!A[j]){A[j]=x;break;}
else x^=A[j];
}
}
for(int i=63;i>=0;i--)
if((ans^A[i])>ans)ans^=A[i];
printf("%lld\n",ans);
return 0;
}
K小异或和（比较难以理解，纠结了一个晚上，想通了[HDU2949] XOR）
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#define ll long long
using namespace std;
ll read()
{
char ch=getchar();ll h=0,t=1;
while(ch!='-'&&(ch>'9'||ch<'0'))ch=getchar();
if(ch=='-')t=-1,ch=getchar();
while(ch>='0'&&ch<='9'){h=h*10+ch-'0';ch=getchar();}
return h*t;
}
ll T,p[100],Q[100],cnt,N,M,CC=0;
void Insert(ll x)
{
for(ll i=63;i>=0;i--)
{
if(!(x>>i))continue;
if(!p[i]){p[i]=x;return;}
else x^=p[i];
}
CC=1;//表示线性基可以异或出０
}
void Rebuild()
{
for(ll i=63;i>=0;i--)
for(ll j=i-1;j>=0;j--)
if(p[i]&(1LL<<j))
p[i]^=p[j];
/*
重建线性基，使得p[i]某非最高位上有1当且仅当p[该位]=0
使得能够保证异或上p[i]一定会使答案增大
*/
for(ll i=0;i<=63;i++)
if(p[i])Q[cnt++]=p[i];
}
void Query(ll k)
{
if(k>=(1LL<<cnt)){puts("-1");return;}//超过所有能够异或出来的结果个数 (线性基中cnt个元素选或者不选)
ll res=0;
for(ll i=cnt-1;i>=0;i--)
if(k&(1LL<<i))res^=Q[i];
/*
在线性基Q[0]~Q[cnt-1]中,从小到大是
Q[0],Q[1],Q[1]^Q[0],Q[2],Q[2]^Q[0],Q[2]^Q[1],Q[2]^Q[0]^Q[1].....
所以第k大的组成元素就是所有k的二进制位上的数的异或和
*/
printf("%lld\n",res);
}
int main()
{
T=read();
for(ll w=1;w<=T;w++)
{
N=read();cnt=0;CC=0;
memset(p,0,sizeof(p));
memset(Q,0,sizeof(Q));
for(ll i=1;i<=N;i++)Insert(read());
Rebuild();
M=read();
printf("Case #%lld:\n",w);
for(ll i=1;i<=M;i++)
{
ll k=read()-CC;//查询第k小异或和
if(!k)puts("0");
else Query(k);
}
}
return 0;
}
