Statement
格雷码是一种特殊的 $n$ 位二进制串排列法,要求相邻的两个二进制串恰好有一位不同,环状相邻。
生成方法:
- $1$ 位格雷码由两个 $1$ 位的二进制串组成,顺序为 $0,1$
- $n+1$ 位的格雷码的前 $2^n$ 个串,是由 $n$ 位格雷码顺序排列再加前缀 0 组成。
- 后 $2^n$ 个串,由 $n$ 位格雷码逆序排列加前缀 1 组成。
求 $n$ 位格雷码的第 $k$ 个串。
$1\leq n\leq 64,0\leq k\leq 2^n$ .
Thoughts & Solution
考虑一个跟康托展开非常相似的思路。
首先看第一位,如果是 1 那么说明它前面已经可以确定至少排了 $2^n$ 个 0 开头的二进制串。
那么这样就可以确定第一位是 0 还是 1 ,看 $k$ 的大小就好了。
后面的也是同理,每次判断完之后:
- 如果是 1 就把 $k$ 减去 $2^i$ ,然后由于这一位是 1 ,所以后面的都需要逆序,直接用总个数减去减完之后的 $k$ (注意,这个逆序是相对于下一层而言的,所以应该是 $2^i-(k-2^i)-1$ ,也就是 $2^{i+1}-k-1$)
- 不是 1 ,就不动,给出 0 ,然后继续下一位即可。
复杂度是 $\mathcal{O}(n)$ 的。(不过这种题也不需要考虑这个吧)
最后:经过 CSP-S2020 ,我发现 $k<2^n\leq 2^{64}$ (
写代码的时候注意溢出问题,要开 unsigned long long
特别是左移的地方要注意。
//Author: RingweEH
#define ull unsigned long long
const int N=70;
int n,a[N];
ull k;
int main()
{
n=read(); scanf( "%llu",&k );
ull now=1ull<<(n-1);
for ( int i=n-1; i>=0; i-- )
{
if ( (k>>i)&1 ) a[i]=1,k=(now<<1)-k-1;
else a[i]=0;
}
for ( int i=n-1; i>=0; i-- )
printf( "%d",a[i] );
return 0;
}