用c语言解决问题: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。
时间: 2024-11-25 17:12:39 浏览: 46
在C语言中解决这个问题,可以采用分治法的思想,尤其是二分查找策略,称为“称量法”。假设我们有N个银币,为了找到那块较重的,我们可以按照以下步骤进行:
1. **第一步** (基础情况):如果只有两个银币,直接进行一次称量即可判断出哪一块更重。
2. **第二步** (递归步骤):如果有更多的银币(比如N=4),将它们分为两组,每组两个。首先比较这两组,如果天平平衡,说明不合格的银币在未称量的那一组;如果不平衡,不合格的银币一定在较重的一侧。
3. **第三步**:对确定的那一组继续二分查找。每次将剩余的银币分成两半,直到只剩下一个,这个就是不合格的银币,因为如果它是正常的,之前应该会被平均分配到天平两侧。
**最少的天平操作次数**:
- 对于N个银币,最坏的情况下需要进行log2(N)+1次称量,因为每次称量都能排除一半的选项。
**算法伪代码举例**:
```c
int find_heavyCoin(int coins[], int n, int scale) {
if (n == 1)
return 0; // 单个检查
// 如果偶数个硬币,先除以2,否则分成两个相等的部分
if (n % 2 == 0)
return find_heavyCoin(coins, n / 2, scale + 1);
// 初始称量,得到较重那一边
int heavy = compareCoins(coins, n / 2, n / 2, scale);
if (heavy == -1) // 两边不平衡,不合格在剩下的部分
return find_heavyCoin(coins + n / 2, n / 2, scale + 1);
else
return find_heavyCoin(coins, n / 2, scale); // 不合格在前半部分
}
// 比较两个子集,返回+1、-1表示较重那一边,0表示平衡
int compareCoins(int coins[], int first, int second, int scale) {
// ... 实现具体的称量函数 ...
}
```
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