题目大意:给定n位二进制数a,b,c,要求重组三个数的各个位,使得 a′+b′=c′ 且最小化 c′。
不考虑位数限制,显然答案只与三个数中1的个数有关。
令 x=cnta,y=cntb,z=cntc , 其中 cntx 代表x中1的个数。
不妨令x⩾y。
以下用 x=10,y=5 来举例。
1. 若 z=1 ,构造方式如下:
000001111111111
011110000000001
100000000000000
证明:显然最低位肯定是 1+1=10 ,然后再往上肯定都是单个1,构造方式唯一。
2. 若 1<z<y ,构造方式如下:
0001111111111
0110000000111
1000000000110
证明: 若最低位为 1+0=1 ,则去掉最低位后变成了 (x−1,y,z−1) 或 (x,y−1,z−1) 。
二者都需要 x+y−z+1 位,算上最低位有 x+y−z+2 位,而这种构造法只需要 x+y−z+1 位。
由数学归纳法可证最低位为 1+0=1 不优。
那么最低位为 1+1=10 就确定了。
然后……然后自己YY吧我没证出来不过应该是对的,感觉数学归纳法啥的能证。
3. 若 z=y ,构造方式如下:
01111111111
00000011111
10000011110
证明:这种构造方式保证 a′ 和 b′ 都是最小的,显然最优。
4. 若 y<z⩽x ,构造方式如下:
01111111111
00011111000
10011110111
证明:
显然 c′ 最小 x+1 位。
如果想要使 c′ 减小,只能将前面的那些0往前挪或将最后一个0往前挪。
显然前面那些0挪不动,只能将最后一个0往前挪(比如变成1001101111)。
这说明最后 z−y 位必须是 1+0=1。
那么去掉最后 z−y位,问题变成了 (x+y−z,y,y)。
由y=z的证明可得这种构造法是最优的。
5. 若x<z<x+y,构造方式如下:
0111111111100
0111000000011
1110111111111
证明:
显然答案至少 z+1 位,因为z个 1−x 个1一定会得到 z−x 个1,
而 z−x<y ,矛盾。
然后位数确定后证明就同上了。
若 z=x+y ,构造方式如下:
000001111111111
111110000000000
111111111111111
代码:
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int Digit(int x) {
int re=0;
while(x)++re,x>>=1;
return re;
}
int Count(int x) {
int re=0;
while(x)x^=x&-x,++re;
return re;
}
int main() {
int x,y,z,limit,ans;
cin>>x>>y>>z;
limit=max( max( Digit(x) , Digit(y) ) , Digit(z) );
x=Count(x);
y=Count(y);
z=Count(z);
if(x<y) swap(x,y);
if(z<=y) ans=((1<<x)-1)+((1<<z)-1|((1<<y-z)-1<<x));
else if(z<=x) ans=((1<<x)-1)+((1<<y)-1<<z-y);
else if(z<=x+y) ans=((1<<x)-1<<z-x)+((1<<z-x)-1|((1<<x+y-z)-1<<z+z-x-y));
else ans=-1;
if(Digit(ans)>limit) ans=-1;
cout<<ans<<endl;
return 0;
}