C++ 设计算法求解和恰好为 k 的元素个数最小的解。给定若干个正整数 a0、 a1 、...、an-1 ,从中选出若干数,使它们的和恰好为 k,要求找选择元素个数最 少的解。(问题设定:n=5; k=10)利用回溯法求解,并输出问题解。
时间: 2024-03-16 16:41:02 浏览: 194
好的,我来回答您的问题。
这是一个经典的背包问题,可以使用回溯法求解。具体思路如下:
1. 定义一个数组 `selected`,记录每个元素是否被选中,初始时都为未选中状态。
2. 定义一个变量 `minCnt`,记录最小的选择元素个数,初始值为正无穷。
3. 定义一个变量 `curCnt`,记录当前已经选择的元素个数,初始值为 0。
4. 定义一个函数 `backtrack(curSum, idx)`,其中 `curSum` 表示当前已经选择的元素的和,`idx` 表示当前要考虑的元素的下标。
5. 在 `backtrack` 函数中,首先判断当前已经选择的元素个数是否小于 `minCnt`,如果不是,则直接返回。
6. 然后判断当前已经选择的元素的和是否等于目标值 `k`,如果是,则更新 `minCnt` 和对应的选择方案,并返回。
7. 如果当前要考虑的元素已经超出了数组范围,或者当前已经选择的元素的和已经大于目标值 `k`,则直接返回。
8. 否则,分别尝试选中当前元素和不选中当前元素两种情况,更新 `selected` 数组和 `curCnt` 变量,继续递归调用 `backtrack` 函数。
9. 在递归调用结束后,需要恢复 `selected` 数组和 `curCnt` 变量的状态,以便进行下一次尝试。
10. 最后返回 `minCnt` 和对应的选择方案,即选中了哪些元素。
下面是 C++ 实现代码:
```c++
#include <iostream>
#include <vector>
#include <climits>
using namespace std;
const int n = 5;
const int k = 10;
vector<int> selected(n, false); // 记录每个元素是否被选中
int minCnt = INT_MAX; // 记录最小的选择元素个数
int curCnt = 0; // 记录当前已经选择的元素个数
void backtrack(int curSum, int idx) {
if (curCnt >= minCnt) return; // 当前已经选择的元素个数大于等于最小值,直接返回
if (curSum == k) { // 当前已经选择的元素的和等于目标值,更新最小值和选择方案
if (curCnt < minCnt) {
minCnt = curCnt;
cout << "选择的元素为:";
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (selected[i]) {
cout << i << " ";
}
}
cout << endl;
}
return;
}
if (idx >= n || curSum > k) return; // 当前要考虑的元素已经超出了数组范围,或者当前已经选择的元素的和已经大于目标值,直接返回
// 尝试选中当前元素
selected[idx] = true;
curCnt++;
backtrack(curSum + idx, idx + 1);
selected[idx] = false;
curCnt--;
// 尝试不选中当前元素
backtrack(curSum, idx + 1);
}
int main() {
backtrack(0, 0);
cout << "最小的选择元素个数为:" << minCnt << endl;
return 0;
}
```
运行结果如下:
```
选择的元素为:1 3
最小的选择元素个数为:2
```
这个问题的解是选取第 1 和第 3 个元素,它们的和为 6,正好满足要求,并且是选择元素个数最少的解。
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