CF2179D Blackslex and Penguin Civilization

题目描述

企鹅是一种文明的生物,它们用排列进行交流。Blackslex 作为企鹅研究者,必须研究它们的交流方式。 对于一个给定的整数 $n$,考虑 $[0, 1, \ldots, 2^n - 1]$ 的所有排列 $^{\text{∗}}$ $p$。定义 $$ S(p) = \sum_{i=0}^{2^n-1} \operatorname{popcount}\bigl(p_0 \ \&\ p_1\ \&\ \cdots \ \&\ p_i\bigr), $$ 其中 $\operatorname{popcount}(z)$ 表示 $z$ 的二进制表示中 $1$ 的个数(例如,$\operatorname{popcount}(5)=2$,因为 $5=101_2$ 二进制表示有两个 $1$),$\&$ 表示[按位与运算](https://en.wikipedia.org/wiki/Bitwise_operation#AND)。 如果一个排列使得 $S(p)$ 最大,则称其为“神圣排列”。请找到字典序最小$^{\text{†}}$的神圣排列。 $^{\text{∗}}$ 一个长度为 $n$ 的排列是由 $1$ 到 $n$ 的 $n$ 个互不相同的整数组成的数组,顺序任意。例如,$[2,3,1,5,4]$ 是一个排列,但 $[1,2,2]$ 不是(因为 $2$ 出现了两次),$[1,3,4]$ 也不是(因为 $n=3$,但数组中有 $4$)。 $^{\text{†}}$ 两个等长数组 $a$ 和 $b$ 比较字典序时,如果在第一个不同的位置,$a$ 的该元素小于 $b$ 的对应元素,则称 $a$ 的字典序小于 $b$。

输入格式

第一行包含一个整数 $t$($1 \le t \le 16$),表示测试用例的个数。 每个测试用例包含一个整数 $n$($1 \le n \le 16$)。 保证所有测试用例中 $2^n$ 的和不超过 $2^{16}$。

输出格式

对于每个测试用例,输出 $2^n$ 个整数 $p_0, p_1, \ldots, p_{2^n-1}$,即所求的排列。

说明/提示

对于第一个测试用例,有两种可能的排列。 - $p = [0, 1]$,$S(p) = 0$ - $p = [1, 0]$,$S(p) = 1$ 对于第二个测试用例,$S([3, 1, 0, 2]) = 3$ 是神圣排列。还有其他神圣排列,例如 $p = [3, 2, 0, 1]$,但这些不是字典序最小的。 由 ChatGPT 5 翻译