[CSP-S 2019]格雷码

题目大意:

格雷码(Gray Code)是一种特殊的 \(n\) 位二进制串排列法,它要求相邻的两个二进制串间恰好有一位不同,特别地,第一个串与最后一个串也算作相邻。

\(n\) 位格雷码不止一种,下面给出其中一种格雷码的生成算法:

  1. \(1\) 位格雷码由两个 \(1\) 位二进制串组成,顺序为:\(0\),\(1\)。
  2. \(n+1\) 位格雷码的前 \(2^n\) 个二进制串,可以由依此算法生成的 \(n\) 位格雷码(总共 \(2^n\) 个 \(n\) 位二进制串)按顺序排列,再在每个串前加一个前缀 \(0\) 构成。
  3. \(n+1\) 位格雷码的后 \(2^n\) 个二进制串,可以由依此算法生成的 \(n\) 位格雷码(总共 \(2^n\) 个 \(n\) 位二进制串)按逆序排列,再在每个串前加一个前缀 \(1\) 构成。

综上,\(n + 1\) 位格雷码,由 \(n\) 位格雷码的 \(2^n\) 个二进制串按顺序排列再加前缀 \(0\),和按逆序排列再加前缀 \(1\) 构成,共 \(2^{n+1}\) 个二进制串。另外,对于 \(n\) 位格雷码中的 \(2^n\) 个 二进制串,我们按上述算法得到的排列顺序将它们从 \(0 \sim 2^n - 1\) 编号。

现在给出 \(n\),\(k\),请你求出按上述算法生成的 \(n\) 位格雷码中的 \(k\) 号二进制串。

\(1\le n\le 64, 0<k<2^n\)

思路:

从\(n-1\)到\(0\)确定每一位。若\(k\)的当前位为\(1\),则对应的格雷码该位也为\(1\),并将\(k\)剩下未处理的位取反;若\(k\)的当前位为\(1\),则对应的各类吗改为也为\(0\),不取反。

源代码:

#include<cstdio>
#include<cctype>
typedef unsigned long long uint64;
inline uint64 getint() {
register char ch;
while(!isdigit(ch=getchar()));
register uint64 x=ch^'0';
while(isdigit(ch=getchar())) x=(((x<<2)+x)<<1)+(ch^'0');
return x;
}
int main() {
freopen("code.in","r",stdin);
freopen("code.out","w",stdout);
const int n=getint();
uint64 k=getint();
for(register int i=n-1;i>=0;i--) {
const bool cur=(k>>i)&1;
putchar(cur?'1':'0');
if(cur) k=~k;
}
puts("");
return 0;
}

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