在120枚外观相同的硬币中,有一枚是假币,并且已知假币与真币的质量不同,但不知道假币与真币相比是较轻还是较重。可以通过一台天平来任意比较两组硬币,最坏情况下,能不能通过5次比较检测出这枚假币?给出代码,用C++实现(voidMaxTopK实现)
时间: 2024-10-15 18:09:18 浏览: 33
在最坏的情况下,可以利用分而治之的思想和二分查找的方法,在五次称量中找出假币。我们将硬币分为三组,每组40枚。首先,我们将两个组放在天平两端进行比较:
- 如果平衡,假币在未称量的那组40枚中;
- 如果不平衡,假币在较轻或较重的那一侧。
接着,将确定含有假币的那组再分为两组各20枚,继续称量:
- 同样,如果平衡,则假币在剩余的10枚中;如果不平衡,假币在轻的一侧。
现在剩下10枚硬币,我们再次分成两组各5枚,称量:
- 如果平衡,假币在剩下的5枚中,取其中任意两枚对比即可确定假币;
- 如果不平衡,假币就在轻的那一边。
所以,最坏情况下,只需要5次称量就能找出假币。以下是C++的伪代码实现(voidMaxTopK函数仅用于描述思路,实际操作中无法直接使用,因为需要多次循环,这里无法直接编写):
```cpp
#include <iostream>
using namespace std;
// 模拟称量过程
bool weigh(int left[], int right[], int groupSize) {
// 实际程序中需要对重量进行计算并判断
if (left[groupSize - 1] == right[groupSize - 1]) return false; // 平衡
else return true; // 不平衡
}
void findFakeCoin(int coins[], int totalCoins, int maxComparisons = 5) {
for (int i = 0; i <= maxComparisons; i++) {
// 根据当前比较次数调整每组硬币数量
int groupSize = totalCoins / (i + 1);
// 分组并称量
if (weigh(coins, coins + groupSize, groupSize)) {
// 假币在已经比较过的部分,继续缩小范围
findFakeCoin(coins, groupSize, i + 1);
} else {
// 假币不在已比较的部分,更新范围
coins += groupSize;
totalCoins -= groupSize;
}
}
}
int main() {
int coins[120]; // 假设所有硬币在此数组中
// 初始化...
findFakeCoin(coins, 120, 5); // 最多5次比较
return 0;
}
```
这个算法假设每次比较都是准确的,并且忽略了一次称量可能发现多个条件满足的情况。在实际应用中,可能需要处理这类细节。请注意,此代码仅为解释思路,无法直接运行。
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