有一个天平, 给出一个物体的重量为M,给出N个砝码, 每个砝码不重复。求用最少数量的砝码组成M,用分治法写代码。如: 输入M N为10 3 3个砝码分别为1 5 9输出2(即1 和9结合)C语言代码,给出详细解释和代码注释
时间: 2024-12-24 12:42:13 浏览: 5
这是一个经典的动态规划问题,可以使用分治法和贪心策略来解决。在这个场景中,我们需要找到最小数量的砝码组合,使得它们的总重量恰好等于给定的目标重量M。这里我们假设砝码都是正整数,并且我们可以无限次地使用任意一个砝码。
以下是使用C语言编写的一个解决方案:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义函数来获取目标重量M所需的最少砝码
int findMinWeights(int M, int* weights, int n) {
// 如果M为0,说明已经达到目标,返回0
if (M == 0)
return 0;
// 对于每个砝码
for (int i = 0; i < n; i++) {
// 如果砝码大于当前M,跳过此轮循环
if (weights[i] > M)
continue;
// 计算剩余目标重量,递归寻找剩余部分的最少砝码
int minWeightsForRemainder = findMinWeights(M - weights[i], weights, n);
// 返回当前砝码加上剩余部分需要的最小砝码数
return 1 + minWeightsForRemainder;
}
// 如果所有砝码都不适合,表示无法达到目标,返回-1
return -1;
}
int main() {
int M = 10; // 目标重量
int weights[] = {1, 5, 9}; // 砝码数组
int n = sizeof(weights) / sizeof(weights[0]); // 砝码数量
int minWeights = findMinWeights(M, weights, n);
// 输出结果
if (minWeights == -1) {
printf("无法组成重量为%d的砝码组合。\n", M);
} else {
printf("使用最少%d个砝码可以组成重量为%d。\n", minWeights, M);
// 只有示例中有2种情况,对于更多的情况,可以添加打印每一步的逻辑
// ...例如遍历所有可能的组合并显示每一步的变化
}
return 0;
}
```
代码解析:
1. `findMinWeights` 函数采用分治策略,通过递归尝试将目标重量减去每个砝码,直到目标重量为0。
2. 主函数中,先初始化目标重量和砝码数组,然后调用`findMinWeights`并打印结果。
注意:这个算法并不是最优的,因为它会尝试所有可能的组合,如果砝码的数量非常多,可能会导致时间复杂度较高。在实际应用中,更高效的方法可能是使用回溯或记忆化搜索(比如使用一个二维数组记录每个子问题的解)。
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