e-olymp 1780. Коды Грея

Задача

Коды Грея получили своё название по имени Франка Грея (Frank Gray), физика из Bell Telephone Laboratories, который в 1930-х годах изобрёл метод, в настоящее время используемый для передачи цветного телевизионного сигнала, совместно с существующими методами передачи и получения чёрно-белого сигнала; т.е. при получении цветного сигнала чёрно-белым приёмником изображение выводится оттенками серого цвета.

Хотя существует множество различных вариантов кодов Грея, рассмотрим только один: «двоичный отражённый (рефлексный) код Грея». Именно этот код обычно имеется в виду, когда говорят о неконкретном «коде Грея».

Отображённый двоичный код Грея строится следующим образом. Начинаем со строк [latex]0[/latex] и [latex]1[/latex], которые представляют соответственно целые числа [latex]0[/latex] и [latex]1[/latex].

0
1

Возьмём отражение этих строк относительно горизонтальной оси после приведённого списка и поместим [latex]1[/latex] слева от новых записей списка, а слева от уже имевшихся разместим [latex]0[/latex].

00
01
11
10

Таким образом получен отражённый код Грея для [latex]n = 2[/latex]. Чтобы получить код для [latex]n = 3[/latex], повторим описанную процедуру и получим:

000
001
011
010
110
111
101
100

При таком способе построения легко увидеть по индукции по [latex]n[/latex], что, во-первых, каждая из [latex]2^n[/latex] комбинаций битов появляется в списке, причём только один раз; во-вторых, при переходе от одного элемента списка к рядом стоящему изменяется только один бит; в-третьих, только один бит изменяется при переходе от последнего элемента списка к первому. Коды Грея, обладающие последним свойством называются циклическими, и отражённый код Грея обязательно является таковым.

Для каждого заданного числа [latex]k[/latex] вывести десятичное значение [latex]k[/latex]-го кода Грея.

Входные данные

Во входном файле содержится некоторый набор тестовых данных, каждое число [latex]k (0 < k < 10^{18})[/latex] в наборе задано в отдельной строке. Количество наборов данных в одном тесте не превышает [latex]10^5[/latex].

Выходные данные

Для каждого заданного числа [latex]k[/latex] вывести в отдельной строке десятичное значение [latex]k[/latex]-го кода Грея.

Входные данные Выходные данные
1 3
14
5
12
2
9
7
10
2 10
50
15
43

Код программы

Решение

Рассмотрим биты числа [latex]n[/latex] и биты числа [latex]G(n)[/latex]. Заметим, что [latex]i[/latex]-ый бит [latex]G(n)[/latex] равен единице только в том случае, когда [latex]i[/latex]-ый бит [latex]n[/latex] равен единице, а [latex]i+1[/latex]-ый бит равен нулю, или наоборот ([latex]i[/latex]-ый бит равен нулю, а [latex]i+1[/latex]-ый равен единице). Таким образом, имеем: [latex]G(n) = n \oplus (n>>1)[/latex], где [latex]\oplus[/latex] — операция «побитовое исключающее ИЛИ», а [latex]>>[/latex] — «побитовый сдвиг вправо».

Ссылки

Ссылка на e-olymp.
Ссылка на Ideone

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *