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| 1 | +### 题目描述 |
| 2 | + |
| 3 | +这是 LeetCode 上的 **[2044. 统计按位或能得到最大值的子集数目]()** ,难度为 **中等**。 |
| 4 | + |
| 5 | +Tag : 「二进制枚举」、「位运算」、「回溯算法」 |
| 6 | + |
| 7 | + |
| 8 | + |
| 9 | +给你一个整数数组 $nums$ ,请你找出 $nums$ 子集 **按位或** 可能得到的 最大值 ,并返回按位或能得到最大值的 **不同非空子集的数目** 。 |
| 10 | + |
| 11 | +如果数组 $a$ 可以由数组 $b$ 删除一些元素(或不删除)得到,则认为数组 $a$ 是数组 $b$ 的一个 子集 。如果选中的元素下标位置不一样,则认为两个子集 不同 。 |
| 12 | + |
| 13 | +对数组 $a$ 执行 按位或 ,结果等于 $a[0]$ `OR` $a[1]$ `OR` `...` `OR` $a[a.length - 1]$(下标从 $0$ 开始)。 |
| 14 | + |
| 15 | +示例 1: |
| 16 | +``` |
| 17 | +输入:nums = [3,1] |
| 18 | +
|
| 19 | +输出:2 |
| 20 | +
|
| 21 | +解释:子集按位或能得到的最大值是 3 。有 2 个子集按位或可以得到 3 : |
| 22 | +- [3] |
| 23 | +- [3,1] |
| 24 | +``` |
| 25 | +示例 2: |
| 26 | +``` |
| 27 | +输入:nums = [2,2,2] |
| 28 | +
|
| 29 | +输出:7 |
| 30 | +
|
| 31 | +解释:[2,2,2] 的所有非空子集的按位或都可以得到 2 。总共有 23 - 1 = 7 个子集。 |
| 32 | +``` |
| 33 | +示例 3: |
| 34 | +``` |
| 35 | +输入:nums = [3,2,1,5] |
| 36 | +
|
| 37 | +输出:6 |
| 38 | +
|
| 39 | +解释:子集按位或可能的最大值是 7 。有 6 个子集按位或可以得到 7 : |
| 40 | +- [3,5] |
| 41 | +- [3,1,5] |
| 42 | +- [3,2,5] |
| 43 | +- [3,2,1,5] |
| 44 | +- [2,5] |
| 45 | +- [2,1,5] |
| 46 | +``` |
| 47 | + |
| 48 | +提示: |
| 49 | +* $1 <= nums.length <= 16$ |
| 50 | +* $1 <= nums[i] <= 10^5$ |
| 51 | + |
| 52 | +--- |
| 53 | + |
| 54 | +### 二进制枚举 |
| 55 | + |
| 56 | +令 $n$ 为 $nums$ 的长度,利用 $n$ 不超过 $16$,我们可以使用一个 `int` 数值来代指 $nums$ 的使用情况(子集状态)。 |
| 57 | + |
| 58 | +假设当前子集状态为 $state$,$state$ 为一个仅考虑低 $n$ 位的二进制数,当第 $k$ 位为 $1$,代表 $nums[k]$ 参与到当前的按位或运算,当第 $k$ 位为 $0$,代表 $nums[i]$ 不参与到当前的按位或运算。 |
| 59 | + |
| 60 | +在枚举这 $2^n$ 个状态过程中,我们使用变量 `max` 记录最大的按位或得分,使用 `ans` 记录能够取得最大得分的状态数量。 |
| 61 | + |
| 62 | +代码: |
| 63 | +```Java |
| 64 | +class Solution { |
| 65 | + public int countMaxOrSubsets(int[] nums) { |
| 66 | + int n = nums.length, mask = 1 << n; |
| 67 | + int max = 0, ans = 0; |
| 68 | + for (int s = 0; s < mask; s++) { |
| 69 | + int cur = 0; |
| 70 | + for (int i = 0; i < n; i++) { |
| 71 | + if (((s >> i) & 1) == 1) cur |= nums[i]; |
| 72 | + } |
| 73 | + if (cur > max) { |
| 74 | + max = cur; ans = 1; |
| 75 | + } else if (cur == max) { |
| 76 | + ans++; |
| 77 | + } |
| 78 | + } |
| 79 | + return ans; |
| 80 | + } |
| 81 | +} |
| 82 | +``` |
| 83 | +* 时间复杂度:令 $nums$ 长度为 $n$,共有 $2^n$ 个子集状态,计算每个状态的按位或答案复杂度为 $O(n)。$整体复杂度为 $O(2^n * n)$ |
| 84 | +* 空间复杂度:$O(1)$ |
| 85 | + |
| 86 | +--- |
| 87 | + |
| 88 | +### 回溯算法 |
| 89 | + |
| 90 | + |
| 91 | + |
| 92 | +代码: |
| 93 | +```Java |
| 94 | +class Solution { |
| 95 | + int[] nums; |
| 96 | + int max = 0, ans = 0; |
| 97 | + public int countMaxOrSubsets(int[] _nums) { |
| 98 | + nums = _nums; |
| 99 | + dfs(0, 0); |
| 100 | + return ans; |
| 101 | + } |
| 102 | + void dfs(int u, int val) { |
| 103 | + if (u == nums.length) { |
| 104 | + if (val > max) { |
| 105 | + max = val; ans = 1; |
| 106 | + } else if (val == max) { |
| 107 | + ans++; |
| 108 | + } |
| 109 | + return ; |
| 110 | + } |
| 111 | + dfs(u + 1, val); |
| 112 | + dfs(u + 1, val | nums[u]); |
| 113 | + } |
| 114 | +} |
| 115 | +``` |
| 116 | +* 时间复杂度:令 $nums$ 长度为 $n$,共有 $2^n$ 个子集状态。$整体复杂度为 $O(2^n * n)$ |
| 117 | +* 空间复杂度:忽略递归带来的额外空间开销,复杂度为 $O(1)$ |
| 118 | + |
| 119 | +--- |
| 120 | + |
| 121 | +### 最后 |
| 122 | + |
| 123 | +这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 `No.2044` 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先把所有不带锁的题目刷完。 |
| 124 | + |
| 125 | +在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。 |
| 126 | + |
| 127 | +为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码,我建立了相关的仓库:https://github.com/SharingSource/LogicStack-LeetCode 。 |
| 128 | + |
| 129 | +在仓库地址里,你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和其他优选题解。 |
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