一,格雷码
力扣 89. 格雷编码
n 位格雷码序列 是一个由 2n 个整数组成的序列,其中:
每个整数都在范围 [0, 2n - 1] 内(含 0 和 2n - 1)
第一个整数是 0
一个整数在序列中出现 不超过一次
每对 相邻 整数的二进制表示 恰好一位不同 ,且
第一个 和 最后一个 整数的二进制表示 恰好一位不同
给你一个整数 n ,返回任一有效的 n 位格雷码序列 。
示例 1:
输入:n = 2
输出:[0,1,3,2]
解释:
[0,1,3,2] 的二进制表示是 [00,01,11,10] 。
- 00 和 01 有一位不同
- 01 和 11 有一位不同
- 11 和 10 有一位不同
- 10 和 00 有一位不同
[0,2,3,1] 也是一个有效的格雷码序列,其二进制表示是 [00,10,11,01] 。
- 00 和 10 有一位不同
- 10 和 11 有一位不同
- 11 和 01 有一位不同
- 01 和 00 有一位不同
示例 2:
输入:n = 1
输出:[0,1]
提示:
1 <= n <= 16
思路:
利用分治算法,由n位格雷码可以直接得到n+1位格雷码。
代码:
//翻转vector
template<typename T>
vector<T> frev(const vector<T>& v)
{
vector<T> ans;
ans.resize(v.size());
for (int i = 0; i < v.size(); i++)ans[i] = v[v.size() - 1 - i];
return ans;
}
//vector加一个数
template<typename T1, typename T2>
void fjia(vector<T1>& v, T2 n)
{
for (int i = v.size() - 1; i >= 0; i--)v[i] += n;
}
//2个vector拼接起来
template<typename T>
vector<T> join(const vector<T>& v1, const vector<T>& v2)
{
vector<T>ans(v1.size() + v2.size());
copy(v1.begin(), v1.end(), ans.begin());
copy(v2.begin(), v2.end(), ans.begin() + v1.size());
return ans;
}
class Solution {
public:
vector<int> grayCode(int n) {
if (n <= 0) {
return vector<int>(1);
}
vector<int> v = grayCode(n - 1);
vector<int> v2 = frev(v);
fjia(v2, 1 << n - 1);
return join(v, v2);
}
};
2,格雷码简介
上面的题目已经把格雷码的要求说的很清楚了,输出解释里面也提到了格雷码不是唯一的。
我上面代码得到的是最典型的格雷码(和上面图片内相同),一般格雷码默认指的就是这种。
对于典型格雷码,可以直接算出每个数的格雷码:
对于n位二进制数a1 a2 ... an,表示成n位格雷码g1 g2 ... gn,
则,这里的+表示异或
例如11的四位二进制是1011,则格雷码是1110,即14
用数学归纳法很容易证明这个规律是对的。
3,格雷码和九连环
格雷码_百度百科