C++LeetCode 구현(89.그레이 코드)

[LeetCode]89.그레이 코드 그레이 코드
The gray code is a binary numeral system where two successive values differ in only one bit.
Given a non-negative integer n representing the total number of bits in the code, print the sequence of gray code. A gray code sequence must begin with 0.
For example, given n = 2, return [0,1,3,2]. Its gray code sequence is:
00 - 0
01 - 1
11 - 3
10 - 2
Note:
For a given n, a gray code sequence is not uniquely defined.
For example, [0,2,3,1] is also a valid gray code sequence according to the above definition.
For now, the judge is able to judge based on one instance of gray code sequence. Sorry about that.
이 문 제 는 그레이 코드 에 관 한 것 이다.갑자기 보 니 그레이 코드 를 전혀 접 해 본 적 이 없 는 것 같 았 다.그러나 위 키 피 디 아 를 보고 은은 한 느낌 이 들 었 다.아,선생님 께 다 드 렸 다.이 문 제 는 그레이 코드 를 모 르 면 정말 잘 풀 리 지 않 는 다.다행히 위 키 피 디 아 를 보완 했다.위 에서 그레이 코드 는 순환 바 이 너 리 단위 의 거리 코드 라 고 말 했다.주요 특징 은 두 개의 인접 수의 코드 가 한 개의 바 이 너 리 만 다른 코드 라 는 것 이다.그레이 코드 의 처 리 는 주로 비트 조작 이다.LeetCode 에서 비트 조작 에 관 한 문제 도 흔히 볼 수 있다.예 를 들 어  Repeated DNA Sequences 중복 되 는 DNA 서열 구하 기   Single Number 단독 숫자  잠깐 만.세 분 의 그레이 코드 와 이 진 수 는 다음 과 같 습 니 다.
Int    Grey Code    Binary 
0  　　  000        000
1  　　  001        001
2   　 　011        010
3   　 　010        011
4   　 　110        100
5   　 　111        101
6   　 　101        110
7   　　 100        111
사실 이 문 제 는 여러 가지 해법 이 있다.먼저 가장 간단 한 것 은 그레이 코드 와 이 진수 간 의 상호 전환 을 사용 하 는 것 이다.전환 방법 을 알 게 된 후에 이 문 제 는 전혀 어렵 지 않다.코드 는 다음 과 같다.
해법 1:

// Binary to grey code
class Solution {
public:
    vector<int> grayCode(int n) {
        vector<int> res;
        for (int i = 0; i < pow(2,n); ++i) {
            res.push_back((i >> 1) ^ i);
        }
        return res;
    }
};

그 다음 에 우 리 는 다른 해법 을 살 펴 보 겠 습 니 다.위 키 백과 에서 그레이 코드 의 성질 을 참고 하 세 요.하 나 는 거울 면 이 배열 되 어 있 고 n 비트 의 그레이 코드 는 n-1 비트 의 그레이 코드 이상 에서 거울 로 발사 한 후에 새로운 비트 를 더 하 는 방식 으로 신속하게 얻 을 수 있 습 니 다.
이 성질 이 있 으 면 우 리 는 코드 를 다음 과 같이 쉽게 쓸 수 있다.
해법 2:

// Mirror arrangement
class Solution {
public:
    vector<int> grayCode(int n) {
        vector<int> res{0};
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            int size = res.size();
            for (int j = size - 1; j >= 0; --j) {
                res.push_back(res[j] | (1 << i));
            }
        }
        return res;
    }
};

위 키 백과 에 또 하나의 그레이 코드 의 성질 은 직접 배열 하 는 것 이다.이 진 을 0 값 으로 하 는 그레이 코드 는 0 번 째 항목 이 고 첫 번 째 항목 은 오른쪽 에 있 는 비트 원 을 바 꾸 고 두 번 째 항목 은 오른쪽 에서 첫 번 째 가 1 인 비트 원 의 왼쪽 비트 원 을 바 꾸 며 세 번 째,네 번 째 방법 은 첫 번 째,두 번 째 항목 과 같다.이렇게 반복 하면 n 개의 비트 원 의 그레이 코드 를 배열 할 수 있다.이 성질 에 따라 코드 를 쓸 수 있 지만 앞의 것 에 비해 약간 복잡 합 니 다.코드 는 다음 과 같 습 니 다.
0 0 0
0 0 1
0 1 1
0 1 0
1 1 0
1 1 1
1 0 1
1 0 0
해법 3:

// Direct arrangement 
class Solution {
public:
    vector<int> grayCode(int n) {
        vector<int> res{0};
        int len = pow(2, n);
        for (int i = 1; i < len; ++i) {
            int pre = res.back();
            if (i % 2 == 1) {
                pre = (pre & (len - 2)) | ((~pre) & 1);
            } else {
                int cnt = 1, t = pre;
                while ((t & 1) != 1) {
                    ++cnt;
                    t >>= 1;
                }
                if ((pre & (1 << cnt)) == 0) pre |= (1 << cnt);
                else pre &= ~(1 << cnt);
            }
            res.push_back(pre);
        }
        return res;
    }
};

위의 세 가지 해법 은 모두 그레이 코드 와 그 성질 을 미리 알 아야 한다.만약 에 우리 가 이전에 그레이 코드 를 접촉 한 적 이 없다 면 우 리 는 비교적 어 리 석 은 방법 으로 결 과 를 찾 을 수 있다.예 를 들 어 아래 의 이런 방법 은 하나의 set 로 이미 발생 한 결 과 를 보존 할 수 있다.우 리 는 0 부터 이 진 매 사람 을 옮 겨 다 니 며 그 에 대해 반대 한다.그 다음 에 set 에 나타 난 적 이 있 는 지 확인 합 니 다.없 으 면 set 와 결과 res 에 가입 한 다음 에 이 수의 모든 사람 을 옮 겨 다 니 면 모든 그레이 코드 를 찾 을 수 있 습 니 다.코드 는 다음 과 같 습 니 다.
해법 4:

class Solution {
public:
    vector<int> grayCode(int n) {
        vector<int> res;
        unordered_set<int> s;
        helper(n, s, 0, res);
        return res;
    }
    void helper(int n, unordered_set<int>& s, int out, vector<int>& res) {
        if (!s.count(out)) {
            s.insert(out);
            res.push_back(out);
        }
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            int t = out;
            if ((t & (1 << i)) == 0) t |= (1 << i);
            else t &= ~(1 << i);
            if (s.count(t)) continue;
            helper(n, s, t, res);
            break;
        }
    }
};

재 귀 방법 이 실 현 될 수 있 는 이상 해당 하 는 교체 기법 이 있 습 니 다.당연히 stack 으로 보조 해 야 합 니 다.코드 는 다음 과 같 습 니 다.
해법 5:

class Solution {
public:
    vector<int> grayCode(int n) {
        vector<int> res{0};
        unordered_set<int> s;
        stack<int> st;
        st.push(0);
        s.insert(0);
        while (!st.empty()) {
            int t = st.top(); st.pop();
            for (int i = 0; i < n; ++i) {
                int k = t;
                if ((k & (1 << i)) == 0) k |= (1 << i);
                else k &= ~(1 << i);
                if (s.count(k)) continue;
                s.insert(k);
                st.push(k);
                res.push_back(k);
                break;
            }
        }
        return res;
    }
};

C++구현 LeetCode(89.그레이 코드)에 관 한 이 글 은 여기까지 소개 되 었 습 니 다.더 많은 관련 C++구현 그레이 코드 내용 은 우리 의 이전 글 을 검색 하거나 아래 의 관련 글 을 계속 찾 아 보 세 요.앞으로 많은 응원 부 탁 드 리 겠 습 니 다!