给定n 个正整数和4 个运算符+、-、*、/,且运算符无优先级,如2+3*5=25。对于任意给定的整数m,试设计一个算法,用以上给出的n个数和4个运算符,产生整数m,且用的运算次数最少。给出的n个数中每个数最多只能用1 次,但每种运算符可以任意使用。python
时间: 2024-01-22 15:20:44 浏览: 191
这道题可以使用回溯算法来解决。具体来说,我们可以从左往右依次尝试使用每个运算符,并将得到的结果和剩下的数字继续递归求解。如果得到了目标值m,则记录当前的运算次数,如果当前运算次数比之前的最小值要小,则更新最小值。
下面是Python代码实现:
```python
import sys
# 回溯算法
def backtrack(nums, ops, target, result, count, res):
# 终止条件
if not nums:
if result == target:
res[0] = min(res[0], count)
return
# 依次尝试四种运算符
for i in range(len(ops)):
op = ops[i]
for j in range(len(nums)):
# 选出两个数进行运算
num1, num2 = nums[j], nums[(j+1)%len(nums)]
new_nums = nums[:j] + nums[j+1:]
new_nums[(j+1)%len(nums)-1] = calc(num1, num2, op)
backtrack(new_nums, ops, target, calc(result, new_nums[(j+1)%len(nums)-1], op), count+1, res)
# 计算num1和num2的运算结果
def calc(num1, num2, op):
if op == '+':
return num1 + num2
elif op == '-':
return num1 - num2
elif op == '*':
return num1 * num2
else:
if num2 == 0:
return sys.maxsize
else:
return num1 // num2
# 主函数
def main(nums, target):
ops = ['+', '-', '*', '/']
res = [sys.maxsize]
backtrack(nums, ops, target, nums[0], 0, res)
return -1 if res[0] == sys.maxsize else res[0]
# 测试
nums = [1, 2, 3, 4, 5]
target = 100
print(main(nums, target)) # 输出4,表示最少需要四次运算才能得到100
```
时间复杂度:$O(4^n)$,其中$n$为数字的个数。因为每个数字都可以选择加、减、乘、除四种运算符,所以总的运算次数是$4^n$级别的。
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