php計算漢明距離總和的實(shí)例講解

兩個整數(shù)的漢明距離指的是這兩個數(shù)字的二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)位不同的數(shù)量。

計算一個數(shù)組中，任意兩個數(shù)之間漢明距離的總和。

實(shí)例

輸入: 4, 14, 2
輸出: 6
解釋：在二進(jìn)制表示中，4表示為0100，14表示為1110，2表示為0010。（這樣表示是為了體現(xiàn)后四位之間關(guān)系）
所以答案為：HammingDistance(4, 14) + HammingDistance(4, 2) + HammingDistance(14, 2) = 2 + 2 + 2 = 6.

注意：

數(shù)組中元素的范圍為從 0到 10^9。數(shù)組的長度不超過 10^4。

解題思路

窮舉兩兩組合的數(shù)量，然后累加漢明距離，這個是最簡單直白的方案。

結(jié)果是大量數(shù)據(jù)的時候會超時，階乘的數(shù)量太多。

class Solution {
    /**
    * @param Integer[] $nums
    * @return Integer
    */
    function totalHammingDistance($nums) {
        $count = count($nums);
        $sum = 0;
        for ($i = 0; $i  $count - 1; $i++) {
            for ($j = $i+1; $j  $count; $j++)
            {
                $sum += $this->hm($nums[$i], $nums[$j]);
            }
        }
        return $sum;
    } 
   // 漢明距離方法
     function hm($x, $y)
    {
        return substr_count(decbin($x ^ $y), '1');
    }}

思路擴(kuò)展：

解題思路擴(kuò)展

咱們常常會這樣分析問題：最簡單的狀況 -> 通常的、復(fù)雜的狀況。以前咱們是：遍歷全部可能的兩兩組合。

如今咱們換一個角度看：若是int只有1位-> int有32位。leetcode

首先，若是 int 只有 1 位，即數(shù)組 nums 中的元素只有兩種狀況，0 或者 1，此時求漢明距離總和的步驟以下：get

首先將數(shù)組分紅兩組，全 0 位一組，全 1 位一組

將兩組數(shù)兩兩組合，記一個為a，一個為b

若是 a、b 均來自 0 那一組，或者均來自 1 那一組，此時不會有漢明距離產(chǎn)生?？墒侨羰?a、b 一個來自 0 那一組，另一個來自1那一組，這時將會產(chǎn)生漢明距離

假設(shè) nums 數(shù)組元素個數(shù)為 n，其中 0 元素個數(shù)為 k，則 1 元素的個數(shù)為 n-k，則上一步可以產(chǎn)生漢明距離的總和就是k*(n-k)

k*(n-k) 就是 int 只有 1 位的狀況下的漢明距離總和

若是將 int 的位數(shù)從 1 位擴(kuò)展到 32 位，那么就是將遍歷每一位，而后求出在這一位上的漢明距離和，累加到一塊兒，這樣能夠?qū)⑺惴◤?fù)雜度從 $O(N^2)$ 下降到 $O(32\\times N)$，即為 $O(N)$。

能夠看下面這個例子：

十進(jìn)制 二進(jìn)制

4: 0 1 0 0

14: 1 1 1 0

2: 0 0 1 0

1: 0 0 0 1

先看最后一列，有三個 0 和一個 1，那么它們之間相互的漢明距離就是 3，即 1 和其余三個 0 分別的距離累加，而后在看第三列，累加漢明距離為 4，由于每一個 1 都會跟兩個 0 產(chǎn)生兩個漢明距離，同理第二列也是 4，第一列是 3。各列相互之間兩兩組合的漢明距離總和就是各列 0 的個數(shù)與 1 的個數(shù)之和，把各列漢明距離總和再累加就是題目所求的數(shù)組 nums 元素兩兩之間的漢明距離總和。

代碼

class Solution {
/**
* @param Integer[] $nums
* @return Integer
*/
function totalHammingDistance($nums) {
$count = count($nums);
$sum = 0;
for($i = 0; $i  32; $i++)
{
$tmpCount = 0;
for($j = 0; $j  $count; $j++)

$tmpCount += ($nums[$j] >> $i)  1;
}
$sum += $tmpCount * ($count - $tmpCount);
}
return $sum;
}
}

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