给定一个正整数,通过对其位数最多进行k次交换操作来找到最大的整数,回溯法c++
时间: 2024-10-13 11:12:15 浏览: 46
当你需要在给定一个正整数的情况下,利用回溯算法和最多k次交换操作来找出可以得到的最大值,你可以采用以下步骤编写C++代码:
1. **定义数据结构**:
- 定义一个`int`类型的变量存储当前数字,并维护一个数组来记录原始每一位的位置。
- 创建一个结构体或类,包含当前数字、剩余交换次数以及一个表示是否已经尝试过某一位的布尔数组。
2. **回溯函数**:
- `int maxNum(int num, int k, vector<int>& pos, bool& used)`: 这是核心函数,接受当前数字、剩余交换次数、位置数组和已使用的标志。
- 首先检查如果k == 0且原顺序就是最大值,则返回当前数字;否则遍历所有未使用的位。
- 对于每个未使用的位i,交换它和当前位置最大的元素,递归处理新的数字并减一交换次数。
- 如果新数字更大且交换次数允许,更新最大值并标记这个位为已使用。
- 回溯到上一步,尝试下一个未使用的位。
3. **主函数**:
- 初始化输入数字、位置数组、标志数组和最大值。
- 调用回溯函数开始搜索。
```cpp
#include <vector>
using namespace std;
// 假设num是个32位整数
void swapPositions(vector<int>& pos, int i, int j) {
// 实现位交换操作
}
int maxNum(int num, int k, vector<int>& pos, bool& used, int& bestNum) {
if (k == 0 && num >= bestNum) {
bestNum = num;
return 0; // 结束递归
}
for (int i = 0; i < 32 && !used[i]; ++i) {
int j = *max_element(pos.begin(), pos.end()); // 找到当前位置最大的未使用位
swapPositions(pos, i, j);
used[i] = true;
int newK = maxNum(num, k - 1, pos, used, bestNum); // 递归调用
used[i] = false; // 撤销交换
if (newK == -1)
continue; // 如果前一步出错,继续下一次尝试
if (num > bestNum || (num == bestNum && newK <= k)) { // 更新最佳解
bestNum = num;
}
}
return k >= 0 ? 1 : -1; // 1表示正常结束,-1表示错误
}
int findMaxWithKSwaps(int num, int k) {
vector<int> pos(32, 0); // 位置初始化为0
for (int i = 0; i < 32; ++i) {
pos[num & 1] = i;
num >>= 1;
}
bool used[32] = {false}; // 初始化所有位未使用
int bestNum = num;
return maxNum(num, k, pos, used, bestNum);
}
int main() {
int num = 1234567890;
int k = 2;
cout << "最大值是: " << findMaxWithKSwaps(num, k) << endl;
return 0;
}
```
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