问题描述 给定 n n 个正整数 a [ i ] a[i],询问你其中有多少个不同子序列进行异或 ( ⊕ ) (⊕) 运算的值为 x x ? 由于结果很大,你需要对 998244353 998244353 取模。 异或运算:位运算的一种,符号为 ⊕ ⊕, 1 ⊕ 1 = 0 , 1 ⊕ 0 = 1 , 0 ⊕ 0 = 0 1⊕1=0,1⊕0=1,0⊕0=0。 子序列:从初始序列中选出若干个数保持原有顺序的序列。 输入格式 第一行输入两个正整数 n , x n,x。 第二行输入 n n 个正整数。 输出格式 输出选择不同子序列进行异或 ( ⊕ ) (⊕) 运算的值为 x x 的方案数,对 998244353 998244353 取模
时间: 2025-04-02 20:24:46 浏览: 57
这是一个经典的组合数学与位运算结合的问题,涉及子序列、异或运算以及取模操作。以下是详细解析:
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### 题目分析
#### 核心目标
我们需要统计出所有满足条件的不同子序列的数量,并对结果取模 $ 998244353 $。这里的关键点在于理解:
1. **子序列的定义**:从原数组中选取若干个元素(可以为空),并保持它们原有的相对顺序。
2. **异或运算的特点**:如果某个子序列的所有元素经过异或运算后的结果等于给定的目标值 $ x $,那么这个子序列就是一个合法解。
#### 解题思路
为了高效地解决问题,我们可以利用以下几个关键特性:
1. **状态压缩动态规划 (DP)**:
我们可以用动态规划的思想记录每个前缀下可能出现的异或值的状态集合。
2. **转移方程的设计**:
设 $ dp[k][v] $ 表示处理到第 $ k $ 个数字时,当前子序列的异或结果为 $ v $ 的方案数,则有以下递推公式:
- 如果不选当前数字 $ a_i $,则 $ dp[i][v] = dp[i-1][v] $;
- 如果选择当前数字 $ a_i $,则 $ dp[i][v \oplus a_i] += dp[i-1][v] $.
最终的答案即为 $ dp[n][x] $,表示整个序列中有多少种方式使得子序列的异或值等于 $ x $。
3. **优化空间复杂度**:
因为我们只需要保留上一层的状态来进行更新,所以可以将二维 DP 简化为一维 DP 来降低内存占用。
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### 实现步骤
#### 输入部分
读入数据包括两部分内容:
1. 第一行包含两个整数 $ n $ 和 $ x $ ($ 1 \leq n \leq 10^6, 0 \leq x < 2^{20} $),分别代表数组长度和目标异或值;
2. 第二行是一个长度为 $ n $ 的正整数数组,每一个数都小于 $ 2^{20} $。
#### 初始化 DP 数组
初始化一个大小为 $ 2^{20} $ (约百万级别)的一维数组用于存储中间状态。开始时只有空集对应的异或值 $ 0 $ 存在一个方案,因此设 $ dp[0]=1 $,其余均为零。
#### 动态规划过程
遍历每一项数组元素 $ a_i $ ,对于现有的每一种可能异或状态 $ s $ 更新新的状态 $ s \oplus a_i $ 并累加对应计数值。
注意在每次循环内需要备份旧版本的数据防止覆盖影响后续计算。
最后检查所得结果是否达到题目要求精度同时别忘了对大质数 $ 998244353 $ 取余保证数值不会溢出。
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### 示例代码片段
```python
MOD = 998244353
MAX_VAL = 1 << 20
def count_xor_subsequences(n, x, nums):
# Initialize the DP array
dp_prev = [0] * MAX_VAL
dp_curr = [0] * MAX_VAL
dp_prev[0] = 1 # Base case: empty subset has XOR value of 0.
for i in range(n):
num = nums[i]
# Copy previous state to current state
dp_curr[:] = dp_prev[:]
# Update states based on choosing or not choosing this number
for j in range(MAX_VAL):
if dp_prev[j]:
new_state = j ^ num
dp_curr[new_state] = (dp_curr[new_state] + dp_prev[j]) % MOD
# Swap arrays for next iteration
dp_prev, dp_curr = dp_curr, dp_prev
return dp_prev[x]
# Input reading and output printing...
n, x = map(int, input().split())
nums = list(map(int, input().split()))
print(count_xor_subsequences(n, x, nums))
```
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### 时间和空间复杂度分析
时间复杂度约为 O($ n \times 2^{bits} $), 这里 bit 最高可达 20;而额外的空间消耗主要体现在维护一个最大容量不超过一百万单元长的临时表上面。
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