算法题——一道数字组合的题目的求解

  题目:给定一个数字,和一个范围,产生所有在范围内的不重复的数字之和,和等于给定的数字。
    举例:给数字12,范围3-6。可以产生以下5个组合:
    1、3+3+3+3
    2、3+3+6
    3、3+4+5
    4、4+4+4
    5、6+6
  要求给出最快实现,并且是非递归。

  

  这是某人给我出的一道算法题。经过考虑,给出了解法。最快的谈不上(算法无止境、人外有人),没有用递归。

 

  还是以题目的例子说明,数字12,范围3-6。给出了5种组合。将这5种组合改写一下

    3+3+3+3=3*4+4*0+5*0+6*0  记作:(4,0,0,0)
    3+3+6=3*2+4*0+5*0+6*1    记作:(2,0,0,1)
    3+4+5=3*1+4*1+5*1+6*0    记作:(1,1,1,0)
    4+4+4=3*0+4*3+5*0+6*0    记作:(0,0,3,0)
    6+6=3*0+4*0+5*0+6*2     记作:(0,0,0,2)

  可以看出,本题就变成求各个数字的系数组合。求解这样的题目一般用递归(本题要求不能用递归)或者递推。

  在“遍历组合算法的模块化”中,介绍了解这类题的模块化代码。如下所示:

 

  Public Sub Traversal()
    Dim P() As Integer, K As Integer, IsGroup As Boolean

    InitData()                        注:初始化数组代码块

    K = P.GetUpperBound(0)

    Do
      If IsMatch()  Then                  注:判别是否满足条件的代码块
        OutputAnswer()                  注:输出解的代码块
      End If

      IsGroup = False

      Do
        Delta(K)                     注:P(K)自增加值的代码块
        Do
          If Overflow(K) Then             注:判断P(K)是否越界的代码块
            K = K - 1
            Exit Do
          Else
            If K < P.GetUpperBound(0) Then
              K = K + 1
              SetP(K)                注:依据条件设置P(K)值的代码块
            Else
              IsGroup = True
              Exit Do
            End If

          End If
        Loop
      Loop Until (K < 0 Or IsGroup = True)

    Loop Until K < 0

    SomeEndCode()                      注:求解结束的代码块

  End Sub

 

  上面的代码相当于伪代码。还要根据本题的实际情况,进行改写。

  首先,函数有输入参数:A——给定的数字;N——范围的下限;M——范围的上限

  函数有返回值,以字符串数组返回每一组解

  1、初始化数组的代码:

    Dim i As Integer, j As Integer
    Dim tS() As String = {}, T As Integer = -1
    Dim S As Integer


    For i = 0 To M - N - 1
      P(i) = 0
    Next
    P(M - N) = Int(A / M)
    S = P(M - N) * M

    最先想到的数组初始化的代码是所有的系数都是0,但是没有必要,最后的一个系数是和前面的系数相关的。

  2、判别是否满足条件的代码块:
    这个简单,S=A

  3、输出解的代码块:

    ReDim Preserve tS(T + 1)
    T += 1
    tS(T) = ""
    For i = 0 To M - N
      If P(i) > 0 Then
        For j = 1 To P(i)
          tS(T) &= (i + N).ToString & "+"
        Next
      End If
    Next
    tS(T) = tS(T).Substring(0, tS(T).Length - 1)
  4、P(K)自增加值的代码块:
    P(K) += 1                   

    S += K + N

  5、判断P(K)是否越界的代码块
    这个也很简单,S>A

  6、依据条件设置P(K)值的代码块
    这个分两种情况,若P(K)不是最后一个系数,设置为0;是最后一个系数,设置为最大可能的组合。

    If K < P.GetUpperBound(0) Then
      P(K) = 0
    Else
      P(K) = IIf(S > A, 0, Int((S - A) / M))
      S += P(K) * M
    End If

  7、求解结束的代码块

    把前面的解返回出去。

    Return tS

 

  至此,代码改写完毕。完整的代码如下:

  Public Function Traversal(ByVal A As Integer, ByVal N As Integer, ByVal M As Integer) As String()
    Dim K As Integer, IsGroup As Boolean
    Dim P(M - N) As Integer
       

    Dim i As Integer, j As Integer
    Dim tS() As String = {}, T As Integer = -1
    Dim S As Integer


    For i = 0 To M - N - 1
      P(i) = 0
    Next
    P(M - N) = Int(A / M)
    S = P(M - N) * M

 

    K = P.GetUpperBound(0)

    Do

      If S = A Then                         

        ReDim Preserve tS(T + 1)
        T += 1
        tS(T) = ""
        For i = 0 To M - N
          If P(i) > 0 Then
            For j = 1 To P(i)
              tS(T) &= (i + N).ToString & "+"
            Next
          End If
        Next
        tS(T) = tS(T).Substring(0, tS(T).Length - 1)
      End If

          

      IsGroup = False

      Do
        P(K) += 1                   
        S += K + N
        Do
          If S > A Then           
            S -= (K + N) * P(K)
            K = K - 1

            Exit Do
          Else
            If K < P.GetUpperBound(0) Then
              K = K + 1

              If K < P.GetUpperBound(0) Then
                P(K) = 0
              Else
                P(K) = IIf(S > A, 0, Int((S - A) / M))
                S += P(K) * M
              End If
            Else
              IsGroup = True
              Exit Do
            End If

          End If
        Loop
      Loop Until (K < 0 Or IsGroup = True)

    Loop Until K < 0


    Return tS

  End Function

 

 

posted @ 2011-03-31 09:01  万仓一黍  阅读(2415)  评论(5编辑  收藏  举报