伪币识别问题。一个袋子中装有256枚金币,其中有一枚是伪币,且已知伪币比真的金币要轻。现在给你一架天平,如何快速找出那枚伪币?使用分治策略来对该问题进行求解。C++
时间: 2024-10-23 14:10:15 浏览: 18
算法分析之假币问题源代码
伪币识别问题是一个经典的数学和算法问题,通常采用二分查找的思想,尤其是当使用天平这种分量设备时。我们可以按照以下步骤使用分治策略解决:
1. **第一步**(分治基础):将256枚金币分成两组,每组128枚。首先称量这两组。
- 如果两边平衡,那么伪币一定在未被称量的那一组剩下的128枚里。接下来,继续将这128枚分为两半,重复上述过程。
- 如果不平衡,伪币必定在较轻的一边。
2. **第二步**(递归):在找到的较小组里,继续这个过程。如果是一组128枚,再分为64和64;如果是64枚,分为32和32,依此类推,每次都将目标范围减半。
3. **第三步**(终止条件):直到只剩两枚金币,这时只需再次称量,因为只有一枚伪币,轻的那一边就是伪币。
4. **第四步**(组合操作):实际上,在称量过程中,当你发现一侧总是比另一侧轻,可以立即停止并确定伪币在哪一边。这是因为每一次重量的变化都是由伪币引起的,所以每次减半都直接指向伪币所在的那一边。
用C++编写的基本思路如下:
```cpp
#include <iostream>
int findFakeCoin(int coins[], int n) {
if (n == 1)
return 0; // 如果只剩一枚,就是假币
int half = n / 2;
std::pair<int, int> lighter = {coins[0], coins[half]};
// 称量
if (lighter.first < lighter.second)
return findFakeCoin(coins, half); // 轻的一边继续查找
else
return findFakeCoin(coins + half, n - half);
}
int main() {
int coins[] = {1, 1, ..., 1, 0}; // 假设最后一枚是假币
int n = sizeof(coins) / sizeof(coins[0]);
int fakeIndex = findFakeCoin(coins, n);
std::cout << "The fake coin is at index " << fakeIndex << std::endl;
return 0;
}
```
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