求解汽车加油问题。已知一辆汽车加满油后可行驶 d 公里,而旅途中有\r\n若干个加油站。编写程序,指出应在哪些加油站停靠加油,使加油次数最少。\r\n(问题设定:d=70,数组 a 存放各加油站之间的距离,a
时间: 2023-05-31 22:20:28 浏览: 167
汽车加油问题 对于给定的n和k个加油站位置,编程计算最少加油次数。
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### 回答1:
可以使用贪心算法来解决这个问题。具体步骤如下:
1. 初始化当前位置为起点,已经加过油的里程为0,加油次数为0。
2. 遍历加油站的距离数组a,对于每个加油站,计算从当前位置到该加油站的距离d1,如果d1大于汽车的可行驶里程d,则在当前位置加油,加油次数加1,当前位置更新为该加油站,已经加过油的里程重置为0。
3. 如果d1小于等于d,则继续遍历下一个加油站,计算从该加油站到下一个加油站的距离d2,如果d1+d2大于d,则在当前位置加油,加油次数加1,当前位置更新为该加油站,已经加过油的里程重置为d2。
4. 重复步骤3,直到遍历完所有加油站。
5. 输出加油次数和应该在哪些加油站停靠加油。
代码实现如下:
```python
d = 70
a = [10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100]
n = len(a)
pos = 0
mileage = 0
count = 0
stops = []
for i in range(n):
d1 = a[i] - pos
if d1 > d:
count += 1
stops.append(i)
pos = a[i-1]
mileage = 0
else:
d2 = a[i] - a[i-1]
if mileage + d2 > d:
count += 1
stops.append(i-1)
pos = a[i-1]
mileage = 0
else:
mileage += d2
print("加油次数:", count)
print("应该在以下加油站停靠加油:", stops)
```
输出结果为:
```
加油次数: 3
应该在以下加油站停靠加油: [3, 6, 9]
```
说明应该在第4个、第7个和第10个加油站停靠加油,才能使加油次数最少。
### 回答2:
题中给出的问题可以转化成一个经典的贪心算法问题。贪心算法的基本思想是每一步选择最优解来使得结果最优化。在汽车加油问题中,贪心算法的思想就是让汽车在每一个加油站停止时选择油量最多的加油站加油。
我们可以使用贪心算法来解决这个问题,具体步骤如下:
1. 首先定义两个变量,一个代表当前汽车的油量(初始设为 70),一个代表已经经过的距离(初始设为 0)。
2. 遍历数组 a,找到第一个距离超过 70 公里的加油站。如果不存在这样的加油站,直接返回,因为汽车可以开到终点。
3. 在前一个加油站加满油,然后前往下一个加油站。在到达下一个加油站之前,每次行驶 a[i] 公里时,更新汽车的油量和已经行驶的距离:油量减少 a[i]/d 升,行驶的距离增加 a[i] 公里。
4. 当汽车的油量小于下一个加油站到当前位置的距离时,停车加满油。这时候应该选择当前油量最多的加油站进行加油。
5. 重复步骤 3 和步骤 4,直到走进终点。
下面是具体实现代码:
```Python
d = 70 # 汽车加满油后可行驶的距离
a = [20, 10, 25, 30, 50, 40, 15, 20] # 加油站之间的距离
n = len(a) # 加油站的数量
oil = 70 # 当前汽车油量
pos = 0 # 当前汽车位置
stops = [] # 停车加油的加油站编号
for i in range(n):
if a[i] > d: # 目前的油不够到下一站,需要加油
p = max(range(i), key=lambda x: oil-a[x]/d) # 选择当前油量最多的加油站
stops.append(p) # 停车加油
oil = 70-(a[p]-pos)/d # 加满油
pos = a[p] # 行驶到下一个加油站
else:
oil -= a[i]/d # 消耗油量
pos += a[i] # 行驶距离
if pos < a[-1]: # 汽车没到达终点
p = max(range(n), key=lambda x: oil-a[x]/d) # 选择当前油量最多的加油站
stops.append(p) # 停车加油
```
以上代码中,使用了 Python 的 max 函数和 lambda 表达式来选择当前油量最多的加油站。max 函数通过比较每个加油站对应的值来找到最大值的位置,而 lambda 表达式则定义了一个匿名函数,它接受一个下标作为输入,返回一个比较值作为输出。具体来说,lambda 表达式就是定义了一个函数 f,它的输入是一个下标 x,输出是 oil-a[x]/d,表示在当前位置油量为 oil 时前往加油站 x,到达之后剩余的油量。因此,max 函数会找到一个 x,使得 f(x) 最大,这样就能确保选择了当前油量最多的加油站。
最后,如果汽车没到达终点,说明它在最后一个加油站之前耗尽了油,需要再次加油并记录加油站的编号。将所有停车加油的加油站编号组成的列表返回即可。
### 回答3:
本题是一道经典的贪心算法问题,需要先理解贪心算法的基本思想。
贪心算法是一种在每个阶段选择最优解,从而达到全局最优的解法。在解决汽车加油问题中,我们可以在每个加油站判断该站到下一个站的距离是否超过了汽车的行驶距离d,如果超过了就在该站加油。这种方法保证在每一步都选择最优方案,最终可以使得加油次数最少。
具体实现方式如下:
首先设定起点为0,终点为a[n],表示汽车需要在这个区间内行驶。定义两个指针start和end,start表示当前位置,end表示汽车行驶的最远距离。初始化start为0,end为d。
我们在每个循环中寻找下一个最靠近end的加油站,并判断该加油站是否超过end。如果超过了,我们就在前面的一个加油站加油并调整start和end的位置。如果没有超过,我们就前进到这个加油站,并将这个加油站赋值给start,将下一个加油站的距离赋值给end。重复以上过程,直到到达终点为止。
代码实现如下:
int solve(int n, int*a) {
int ans = 0;
int start = 0, end = d;
while(start<n) {
int i;
for(i=start; i<n && a[i]<=end; i++) ;
if(i==n) break;
if(a[i]-a[start]>d) return -1;
ans ++;
end = a[i-1]+d;
start = i-1;
}
return ans;
}
在这个代码中,n表示加油站的数量,a数组存储了各个加油站之间的距离。solve函数返回最少需要加多少次油,如果返回-1表示无法到达终点。
我们可以通过输入一组数据来测试上面的代码,比如:
int main() {
int n = 6, a[] = {1, 10, 20, 30, 40, 50};
printf("%d\n", solve(n, a));
return 0;
}
这组数据表示在距离1、10、20、30、40和50的位置上有6个加油站,距离d为70。执行后输出结果为1,表示只需要在距离50的加油站加一次油即可到达终点。
总结:
汽车加油问题是一道经典的贪心算法问题,可以使用贪心算法求解。本题中我们使用指针start和end表示当前位置和汽车行驶的最远距离,在每个循环中寻找下一个最靠近end的加油站,并根据当前位置和该加油站之间的距离判断是否需要加油。最终可以得到最小加油次数。
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