c++实现n个木棒,需要用上所有木棒,围成一个正方形
时间: 2023-05-25 20:05:09 浏览: 178
从N选取M个数的所有组合数C++描述C++描述
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思路:
首先判断是否可以围成正方形,能围成正方形的条件是所有木棒长度之和必须为4的倍数。接着,在满足能围成正方形的情况下,我们可以使用回溯算法,枚举每一个木棒在正方形的哪个位置放置。具体步骤如下:
1. 计算所有木棒长度之和sum,判断是否为4的倍数,若不是则无法围成正方形,返回false。
2. 定义四个变量side,表示正方形的四条边的长度,初始化为0。
3. 对所有木棒进行全排列,枚举每一种排列方法。
4. 对于每一种排列方法,依次取出每个木棒,并枚举它可能的放置位置。若该木棒可以放在当前位置,则计算该位置更新后的边长,并递归进入下一层。
5. 若所有木棒均已放置完成,则检查四个边长是否相等且大于0,若成立则说明可以围成正方形,返回true。
6. 若在放置某个木棒时,发现该木棒无法放置,则回溯到上一层,换一个放置位置或尝试下一个木棒。
代码实现如下:
```
bool dfs(vector<int>& nums, int used, int side[4], int cur) {
if (cur == 4) { // 所有木棒均已放置完成
for (int i = 0; i < 4; ++i) {
if (side[i] != side[0] || side[i] == 0) // 四个边长不相等或有边长为0,无法围成正方形
return false;
}
return true;
}
for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
if (((used >> i) & 1) == 0) { // 当前木棒未被使用
for (int j = 0; j < 4; ++j) { // 枚举放置位置
if (side[j] + nums[i] > sum / 4) // 放置后边长超过sum/4,则无法放置
continue;
int old_side = side[j];
side[j] += nums[i];
if (dfs(nums, used | (1 << i), side, cur + (side[j] == sum / 4))) // 当前木棒放置成功,进入下一层
return true;
side[j] = old_side; // 回溯
}
}
}
return false;
}
bool makesquare(vector<int>& nums) {
int n = nums.size(), side[4] = {0};
int sum = accumulate(nums.begin(), nums.end(), 0);
if (sum % 4 != 0) // 无法围成正方形
return false;
sort(nums.rbegin(), nums.rend()); // 从大到小排序,先尝试放置大的木棒,更容易满足条件
return dfs(nums, 0, side, 0);
}
```
时间复杂度分析:
全排列的时间复杂度为O(n!),而对于每种排列又需要枚举所有可能的放置位置,即总时间复杂度为O(4^n*n!),其中n为木棒数。但是由于把大的木棒先放置可以更快地满足条件,因此实际运行时间会更快。
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