n块银币中有一块不合格,已知不合格的银币比正常银币重。现有一台天平,请利用它找出不合格的银币,并且要求使用天平的次数最少。用c++写出来
时间: 2024-11-22 20:36:54 浏览: 70
这个问题属于二分查找的思想,通常称为“称量法”或“贪心算法”。在一个包含n个银币的集合中找到唯一的较重的那个,我们可以采用这样的步骤:
1. 将银币分为三组:左、中、右,每组各放n/3个银币(若n不是3的倍数,则最后一组可能会少一些)。
2. 首次天平比较:将左组和右组放在天平两端。如果平衡,不合格的银币在中间那一组;如果不平衡,较重的那一端必定有不合格的银币。
3. 如果第一步不平衡,取天平较重的一边(即含有不合格银币的那边),再次平均分成两组,把其中一组放到天平上,另一组留在一边作为基准。
4. 再次天平:如果平衡,未放上去的那一组里有一个不合格的银币;如果不平衡,较重的那一侧就是含有不合格银币的那一组。
5. 最后一步,从确定有问题的那一组中再分为两个部分,每个部分放一个银币到天平上,剩下的那个银币就是不合格的。
以下是简单的C++代码实现(假设n是3的倍数):
```cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int findHeavierCoin(int coins[], int n) {
if (n == 1)
return 0; // 如果只有一枚,直接返回
// 第一次分割
int mid = n / 3;
int left[coins[mid]], right[coins[mid]], middle[n - 2 * mid];
for (int i = 0; i < mid; ++i) {
left[i] = coins[i];
}
for (int i = mid; i < n - mid; ++i) {
right[i - mid] = coins[i];
}
for (int i = n - mid; i < n; ++i) {
middle[i - (n - mid)] = coins[i];
}
// 比较第一次的结果
if (compare(left, right)) { // 判断哪边重
return findHeavierCoin(middle, n - mid);
} else {
return mid;
}
}
bool compare(int a[], int b[], int size) {
int sumA = 0, sumB = 0;
for (int i = 0; i < size; ++i) {
sumA += a[i];
sumB += b[i];
}
return sumA > sumB;
}
int main() {
int n, heavyCoinIndex;
cout << "Enter the number of coins: ";
cin >> n;
int coins[n];
// 填充随机值或者其他获取银币重量的方式
for (int i = 0; i < n; ++i) {
coins[i] = i + 1; // 示例用数组下标作为重量,实际应换成银币重量
}
heavyCoinIndex = findHeavierCoin(coins, n);
cout << "The heavier coin is at index: " << heavyCoinIndex << endl;
return 0;
}
```
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