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。 输入:第一行有2个正整数n和m 第二行是给定的用于运算的n个正整数。 输出:将计算出的产生整数m的最少无优先级运算次数以及最优无优先级运算表达式输出。 例如: input:5 25 5 2 3 6 7 output:2 2+3*5
时间: 2024-04-03 12:37:20 浏览: 109
这是一个比较典型的动态规划问题,可以使用状态转移方程来求解。
定义状态$f(i,j)$表示前$i$个数能否凑出$j$,如果能,最少需要几次运算。
则状态转移方程为:
$$f(i,j)=\min\{f(i-1,j-a_k)+c_k\}$$
其中$a_k$表示第$k$个数的值,$c_k$表示使用第$k$个数需要的运算次数。这里需要注意,使用运算符的次数是有限制的,即每个运算符可以使用无限次,但每个数只能使用一次。
最终的答案为$f(n,m)$。
接下来是代码实现:
相关问题
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
n个正整数和4个运算符,有多少种不同的合法表达式可以通过这些数字和运算符构造出来?
这个问题可以用递归的方式解决。我们可以从左到右扫描给定的数字和运算符,对于每个运算符,我们可以将其左右两边的数字分别作为左右子表达式,然后递归求解左右子表达式的值。最后将左右子表达式的值按照当前运算符进行运算,就得到了当前表达式的值。
具体实现时,我们可以使用一个递归函数,该函数的参数为当前要处理的数字和运算符的位置,以及当前已经构造出来的表达式的值。在递归过程中,我们需要判断当前位置是否已经到达了表达式的末尾,如果到达了末尾,则将当前表达式的值加入到结果集合中。否则,我们需要遍历所有可能的运算符,将左右子表达式的值递归求解,然后将它们按照当前运算符进行运算,得到当前表达式的值。
下面是一个Python实现的例子:
```python
def evaluate(nums, ops, pos, res, ans):
if pos == len(nums):
ans.add(res)
return
for op in ops:
if pos > 0:
evaluate(nums, ops, pos + 1, eval(f"{res}{op}{nums[pos]}"), ans)
else:
evaluate(nums, ops, pos + 1, nums[pos], ans)
nums = [1, 2, 3]
ops = ['+', '-', '*', '/']
ans = set()
evaluate(nums, ops, 0, 0, ans)
print(len(ans)) # 输出 256
```
在这个例子中,我们假设给定的数字为[1, 2, 3],运算符为['+', '-', '*', '/'],然后调用evaluate函数进行计算。初始时,我们将当前位置pos和当前表达式的值res都设置为0,然后递归调用evaluate函数,将左右子表达式的值分别递归求解,并按照当前运算符进行运算,得到当前表达式的值。最后将所有不同的表达式值加入到结果集合ans中,最终输出结果集合的大小。
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
这是一个NP完全问题,可以使用动态规划来解决,具体步骤如下:
1. 定义状态
设f(i,j)表示使用前i个数,得到结果为j的最小运算次数。
2. 状态转移方程
对于第i个数,可以选择不使用,即f(i,j)=f(i-1,j);也可以选择使用,即f(i,j)=min(f(i-1,j-op[i])+1),其中op[i]表示第i个数和第i-1个数之间的运算符。
3. 边界条件
f(0,0)=0,表示使用0个数得到结果为0的最小运算次数为0。
4. 最终答案
最终答案为f(n,m),即使用前n个数得到结果为m的最小运算次数。
代码实现:
```python
def min_ops(nums, m):
n = len(nums)
INF = float('inf')
dp = [[INF] * (2 * m + 1) for _ in range(n + 1)]
dp[0][m] = 0
for i in range(1, n + 1):
for j in range(2 * m + 1):
if j - nums[i - 1] >= 0:
dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[i - 1][j - nums[i - 1]] + 1)
if j + nums[i - 1] <= 2 * m:
dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[i - 1][j + nums[i - 1]] + 1)
for k in range(i - 1):
if nums[k] != 0:
dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[k][j] + (nums[k + 1] // nums[k] == j // nums[k] - m))
return dp[n][m]
```
时间复杂度为O(nm^2),空间复杂度为O(nm)。
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