10人排队买东西找零,回溯法,问题分析和算法设计
时间: 2024-01-18 14:02:42 浏览: 80
这个问题也可以使用回溯法来解决:
回溯法是一种试探性的搜索算法,它通过枚举所有可能的解来求解问题。在这个问题中,我们可以将每个人看作一个节点,每个节点有两个状态,即拿5元钞票或者10元钞票。我们从第一个节点开始,枚举它的两个状态,然后递归地枚举下一个节点的状态,直到所有节点都被遍历过。
在枚举每个节点的状态时,我们需要判断当前的状态是否合法,即是否能够找零。如果当前节点是拿10元钞票的人,那么它需要找回5元钞票。我们可以记录当前售货员手中的5元钞票数量,如果这个数量不足以找零,那么这个状态就是非法的。如果所有节点的状态都合法,那么我们就找到了一种排队方案。
具体的算法流程如下:
1. 定义一个长度为10的数组,表示10个人的状态,初始状态为0,表示没有选择。
2. 定义一个长度为10的数组,记录每个人拿的钞票面额,初始化为10元和5元的交替。
3. 定义一个变量,记录当前售货员手中的5元钞票数量,初始化为0。
4. 定义一个回溯函数,递归地枚举每个节点的状态,直到所有节点都被遍历过。
5. 在回溯函数中,首先判断所有节点的状态是否都被遍历过,如果是,就判断当前的状态是否合法,如果是,就输出这个排队方案。
6. 如果当前节点没有被遍历过,就枚举它的两个状态(拿5元钞票或者10元钞票),然后递归地枚举下一个节点的状态。
7. 在递归之前,需要判断当前状态是否合法,如果当前节点是拿10元钞票的人,就需要判断是否能够找零。
8. 在递归之后,需要回溯,恢复当前节点的状态,以便枚举其他的状态。
具体实现可以参考下面的代码:(注意,这个算法的时间复杂度很高,实际应用中不适用于大规模数据)。
```python
def backtrack(state, money, count):
if all(state):
if count == 0:
print(state)
return
for i in range(len(state)):
if not state[i]:
state[i] = 1
if money[i] == 10:
if count >= 1:
count -= 1
backtrack(state, money, count)
count += 1
else:
backtrack(state, money, count)
state[i] = 0
```
在这个函数中,state表示每个人的状态,money表示每个人拿的钞票面额,count表示售货员手中的5元钞票数量。在函数中,我们首先判断所有节点的状态是否都被遍历过,如果是,就判断当前的状态是否合法,如果是,就输出这个排队方案。否则,我们枚举当前节点的两个状态,然后递归地枚举下一个节点的状态。在递归之前,我们需要判断当前状态是否合法,如果当前节点是拿10元钞票的人,就需要判断是否能够找零。在递归之后,我们需要回溯,恢复当前节点的状态,以便枚举其他的状态。
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