題目介紹:
題目要求給定一個整數 n,生成一個Gray code sequence。
格雷碼是一種二進位編碼方式,使得任意相鄰兩個數字的二進位表示僅相差一個位元(bit)。
解題流程:
1.格雷碼的相鄰數字只差一個 bit
2.可用遞迴或迭代方式從前一層的格雷碼生成
3.結果長度為 2^n,第一個數為 0
程式碼及執行結果截圖:
學習心得:
題目要求生成相鄰數字僅差一個 bit 的序列,剛開始我以為需要用遞迴或回溯方式來嘗試各種排列,但實作上容易出錯、效率也不高。後來了解到可以用公式 gray(i) = i ^ (i >> 1) 直接生成格雷碼,才發現原來問題背後隱藏著數學與邏輯的規律。這個題目讓我更熟悉了位移與 XOR 運算的概念,也理解了如何用簡潔的運算取代複雜的流程。
延伸邏輯時事面:
1.數位通訊與錯誤控制:
格雷碼在通訊與編碼領域被廣泛應用,因為相鄰代碼僅有一個位元變化,可減少訊號轉換時的錯誤,與現代 5G 通訊中「低錯誤率傳輸」理念相呼應。
2.機械與感測應用:
在工業自動化或機械感測器(如旋轉編碼器)中,格雷碼可避免因機械震動造成的多位誤讀,與現今智慧製造、機械精準控制技術的需求密切相關。
3.電腦科學中的效能與安全性:
格雷碼的位元變化特性有助於降低硬體功耗與干擾,也被研究應用於低功耗晶片設計及資料加密領域,呼應當前 AI 晶片與綠色運算的發展趨勢。