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枚举(穷举)算法-火柴棍等式

枚举(穷举)算法-火柴棍等式

作者: 卡布萨岛 | 来源:发表于2018-10-18 17:34 被阅读0次

    规则:

    现有n根火柴棍,希望拼出形如A+B=C的等式,等式中的A、B、C均是由火柴棍拼出来的整数(若该数非零,则最高位不能是0),数字0~9的拼法如下所示:


    题目:

    14根火柴棍,可以拼出两个不同的等式0+1=1和1+0=1.
    18根火柴棍,则可以拼出9个不同的等式,分别为:0+4=4,0+11=11,1+10=11,2+2=4,2+7=9,4+0=4,7+2=9,10+1=11和11+0=11

    注意:

    1. 加号与等号各自需要两根火柴
    2. 如果A ≠B,则A+B=C与B+A=C视为不等式(A,B,C都大于0)
    3. 所有火柴棍必须全部用上
      假如现在有m(m<=24)根火柴棍,那么可以拼出多少个不同的形如A+B=C的等式?
      算法规定时间是小于1s

    分析:

    1.分别枚举A、B、C,需要求得A、B、C的枚举范围
    2.因为题目中最多只有24根火柴棍,除去'+','='占用的4根,那么最多剩下20根火柴棍,而0~9中用到火柴棍最少的是1,只需要两根火柴棍,20根火柴棍最多能组成10个1,因此A、B、C中任意一个数都不能超过11111
    11111问题的解析:https://blog.csdn.net/jkl46607/article/details/82752071

    1. 求解: A + B + C = n-4
    2. 如果按照上诉求解算法时间复杂度是O(N³),不满足条件4小于1s
    3. 可以通过A+B来算出以此来降低时间复杂度到1s

    代码:

    #include <stdio.h>
    
    int f[10]={6,2,5,5,4,5,6,3,7,6} ; //用来存储每一个数所需的火柴数
    
    int fun(int x)
    {
        int num = 0;
        //如果x/10的商不等于0,说明这个数至少有两位
        while(x / 10 != 0)
        {
            //获得x的个位数字并将此数所需要的火柴树根数;累加到num中
            num += f[x%10];
            //去掉个位数
            x = x / 10;
        }
        //最后加上(个位)此时x所需要用到的火柴跟数
        num += f[x];
        return num;
    }
    
    //计算火柴n所能摆出的数的最大上界,3000是粗略设置的范围,可改变
    int CountN(int n)
    {
        int max = 0,c;
        for(int i = 0; i < 3000; i++)
        {
            for(int j = 0; j < 3000; j++)
            {
                c = i + j;
                if(fun(i) + fun(j) + fun(c) == n - 4)
                {
                    if(j > max)
                    {
                        max = j;
                    }
                }
            }
        }   
        return max;
    }
    
    
    int main(void)
    {
        int a,b,c,sum = 0;
        int m = 18;//火柴棍的个数
        
        int cnt = CountN(m);
        
        printf("A B C to Upper limit of %d \n",cnt);
        
        for(a = 0; a <= cnt; a++)
        {
            for(b = 0; b <= cnt; b++)
            {
                c = a + b;
                if(fun(a) + fun(b) + fun(c) == m - 4)
                {
                    printf("%d + %d = %d\n",a,b,c);
                    sum++;
                }
            }
        }
        printf("spell it %d Different inequalities\n",sum);
        getchar();
        return 0;
    }
    

    结果:

    A B C to Upper limit of 11
    0 + 4 = 4
    0 + 11 = 11
    1 + 10 = 11
    2 + 2 = 4
    2 + 7 = 9
    4 + 0 = 4
    7 + 2 = 9
    10 + 1 = 11
    11 + 0 = 11
    spell it 9 Different inequalities
    

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