请用分支限界法求解: 1口2口3口4口5口6口7口8口9口10=100。 在口中插入+或-,不插入则表示连接,使得最终运算结果等100,但数字顺序不能改变。如1+2+3+4+5+6+78-9+10=100;1+2+3+4+56+7+8+9+10=100;等
时间: 2023-08-15 10:05:32 浏览: 105
好的,我会用分支限界法来解决这个问题。
首先,我们可以将口中的数字和符号看做一个表达式树。树的根节点为等式号,左子树为1~10的全排列,右子树为所有可能的符号组合。我们可以从根节点开始,通过不断地对左右子树进行扩展,直到找到符合要求的表达式树。具体的算法如下:
1. 初始化队列Q,将根节点加入Q中。
2. 对于队列中的每个节点,分别对左右子树进行扩展,生成新的子节点。如果该节点的左右子树均为数字,则对符号进行加法或减法的扩展,生成新的子节点。
3. 对于每个新的子节点,如果它的左右子树均为数字,则计算该子树的表达式值。如果该值等于100,则输出该表达式。
4. 将所有新的子节点加入队列Q中。
5. 重复步骤2~4,直到找到符合要求的表达式或队列为空。
这个算法可以保证最终会找到符合要求的表达式,因为它会遍历所有可能的组合。但是,由于口中数字的个数比较少,所以实际运行效率应该还是比较高的。
请问还有什么问题需要我解答吗?
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(1)请用分支限界法求解: 1口2口3口4口5口6口7口8口9口10=100。 在口中插入+或-,不插入则表示连接,使得最终运算结果等100,但数字顺序不能改变。如1+2+3+4+5+6+78-9+10=100;1+2+3+4+56+7+8+9+10=100等。
好的,这是一个经典的算法问题,我们可以使用分支限界法来求解。
首先,我们可以把问题转化为在所有数字之间插入运算符,并计算出结果等于100的表达式。我们可以使用回溯法来枚举所有可能的表达式,并检查它们的结果是否等于100。
具体地,我们可以从左到右枚举所有可能的划分方式,即在当前数字之前插入运算符或不插入运算符。如果当前数字是最后一个数字,则检查表达式的结果是否等于100。如果当前表达式的结果已经超过100,则可以回溯到上一个状态,因为再往下计算已经没有意义了。
下面是使用分支限界法求解该问题的详细步骤:
1. 定义一个结构体`Node`,用来保存当前状态的信息,包括表达式的字符串形式、当前计算结果、当前数字的位置等。
2. 定义一个队列`q`,用来保存待处理的状态。
3. 将初始状态加入队列中。初始状态的表达式为“1”,计算结果为1,当前数字位置为2。
4. 进入循环,从队列中取出一个状态,如果当前状态的计算结果已经超过100,则跳过当前状态,进入下一个状态。
5. 如果当前状态的数字位置已经到达最后一个数字,则检查表达式的结果是否等于100,如果是,则输出表达式并结束程序,否则跳过当前状态,进入下一个状态。
6. 枚举在当前数字之前插入运算符或不插入运算符的两种情况,生成新状态,并将新状态加入队列中。
7. 回到步骤4,继续处理队列中的状态,直到队列为空。
下面是使用分支限界法求解该问题的Python代码实现:
java实现请用分支限界法求解: 1口2口3口4口5口6口7口8口9口10=100。C 在口中插入+或-,不插入则表示连接,使得最终运算结果等100,但数字顺序不能改变。如1+2+3+4+5+6+78-9+10=100;1+2+3+4+56+7+8+9+10=100;等
下面是使用分支限界法的Java实现:
```java
import java.util.*;
public class BranchAndBound {
// 表示运算符的常量
private static final char ADD = '+';
private static final char SUB = '-';
// 表示数字的数组
private static final int[] NUMBERS = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
// 搜索树节点的类
private static class Node {
// 已经处理的数字的数量
int count;
// 当前运算结果
int result;
// 当前表达式
String expr;
Node(int count, int result, String expr) {
this.count = count;
this.result = result;
this.expr = expr;
}
}
// 搜索树节点的比较器
private static class NodeComparator implements Comparator<Node> {
@Override
public int compare(Node o1, Node o2) {
// 比较节点的运算结果
return Integer.compare(o1.result, o2.result);
}
}
// 判断一个节点是否是叶子节点
private static boolean isLeaf(Node node) {
return node.count == NUMBERS.length;
}
// 执行一次运算,并返回运算结果
private static int evaluate(int left, int right, char op) {
if (op == ADD) {
return left + right;
} else {
return left - right;
}
}
// 使用分支限界法搜索解
private static String search() {
PriorityQueue<Node> queue = new PriorityQueue<>(new NodeComparator());
queue.offer(new Node(1, NUMBERS[0], "1"));
while (!queue.isEmpty()) {
Node node = queue.poll();
if (isLeaf(node)) {
// 如果已经处理完所有数字,且结果等于100,则找到了一组解
if (node.result == 100) {
return node.expr;
}
} else {
int count = node.count;
int result = node.result;
String expr = node.expr;
int nextNumber = NUMBERS[count];
// 分支1:连接下一个数字
queue.offer(new Node(count + 1, evaluate(result, nextNumber, ADD), expr + nextNumber));
// 分支2:在下一个数字前插入加号
queue.offer(new Node(count + 1, evaluate(result, nextNumber, ADD), expr + ADD + nextNumber));
// 分支3:在下一个数字前插入减号
queue.offer(new Node(count + 1, evaluate(result, nextNumber, SUB), expr + SUB + nextNumber));
}
}
// 没有找到解
return null;
}
public static void main(String[] args) {
String expr = search();
if (expr == null) {
System.out.println("No solution found.");
} else {
System.out.println(expr + " = 100");
}
}
}
```
该程序使用了一个优先队列来存储搜索树节点,每次取出队列中最小的节点进行扩展。在扩展节点时,分别考虑连接、插入加号和插入减号三种情况,并将扩展出的新节点加入队列。如果扩展出的节点是叶子节点且结果等于100,则找到了一组解。程序会输出其中一组解,如果没有找到解,则输出"No solution found."。
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