100个数,范围是0(1)~99 ,其中有一个重复,求重复的数字。

1、

有一个数组a[100],其中存储了1-99的整数,且只有一个数字是重复的。要求实现一个算法给出这个重复的数。

 

题目的意思是总共有100个数字,1-99必须都有,然后有一个数是重复的。

 

方法1:有个结论如下:1^2^3……98^99 = 0,因此该题目可以利用这个规律。对所有的数据进行异或运算,最后的结果就是重复的数字。

 

一个规律:在异或到N得过程中(1^2^3^……^N),如果N = 4M,则异或结果为4M,如果N = 4M + 1,则异或结果为1,如果N = 4M + 2,则异或结果为4M + 1,如果N = 4M + 3,则异或结果为0.

 

代码如下:

 

 

方法2:因为1到99都存在,因此可以对所有的数组求和然后减去(1+2+3……+99),最后的结果就是重复的数字。

 

代码如下:

 

 

 

方法3:类似于哈希的方法,记录每个数据出现的次数或者来标记是否出现过,如果在遍历数组的工程中发现某个数据已经出现过,则该数字就是所求的重复数字。

代码如下:

 

 

2、有一个长度为100数组,里面的数字从0到99,其中有2个数字重复,请找出重复的那个数。

 

第2题与第1题是不一样的,因为第2题是要求0~99,正好100个数字,有两个数字重复,则必然有一个数字是缺失的。

第1题的解放中,只有方法3是可以的。

方法1:

记录每个数据出现的次数或者来标记是否出现过,如果在遍历数组的工程中发现某个数据已经出现过,则该数字就是所求的重复数字。

 

 

代码如下:

 

 

 

方法2:假设a重复了2次,b缺失,则数组求和以后减去(1+2+3+……+99)以后得到的就是a-b的值,同时对数组求平方和然后减去(1*1+2*2+……+99*99)得到a*a-b*b的值,然后解方程组可以得到a的值,同时也可以得到b的值。

 

 

 

 

 

<think>好的,用户想要用C语言写一个程序,生成1100之间的20个不重复随机数字。我需要仔细想想怎么解决这个问题。 首先,我得确认需:生成20个不重复数字范围1100。那问题分解的话,关键点在于如何确保不重复,并且高效地实现。可能的方法有很多,比如使用数组存储已生成的数字,每次生成新数字时检查是否已经存在。不过这样在数量较多时效率可能不高,因为每次都要遍历数组检查重复。 另一个方法是使用Fisher-Yates洗牌算法,也就是生成一个包含1100数组,然后随机打乱顺序,取前20个元素。这种方法的时间复杂度是线性的,应该更高效,尤其当需要生成的数字接近总数时。因为用户的需是20个,而总数是100,所以洗牌的方法应该是可行的,而且不会占用太多资源。 那具体步骤应该是这样的:创建一个数组,包含1100的所有数字。然后进行洗牌,即从最后一个元素开始,随机选择一个位置(包括当前位置),交换两个位置的元素,直到处理完前20个元素。之后,只需要取数组的前20个元素即可。 不过,用户可能对洗牌算法不太熟悉,所以需要解释清楚。同时,代码中需要注意随机数种子的设置,通常用srand(time(NULL))来初始化,确保每次运行结果不同。 另外,检查是否真的生成了20个不重复数字,可能需要测试。比如,可以打印数组并手动检查是否有重复,或者在程序中添加检查逻辑。不过根据算法正确性,只要正确实现洗牌,应该不会有重复。 可能的错误点:数组索引处理错误,比如循环次数不够,或者在交换时范围不对。比如,在洗牌时,应该从i=99开始,然后生成0到i之间的随机索引,进行交换,直到i=80,这样前20个元素(索引019)就是随机选取的。 代码的大致结构应该是: 1. 包含必要的头文件,比如stdio.h, stdlib.h, time.h。 2. 定义数组大小和需要的数量,比如#define MAX 100,#define NEED 20。 3. 初始化数组,填充1100。 4. 使用srand和time设置随机种子。 5. 执行洗牌算法,循环从MAX-1到MAX - NEED的位置,每次交换。 6. 输出前NEED个元素。 需要测试一下,比如当NEED是20时,是否洗牌到足够的位置。例如,洗牌的时候,只需要交换前20次吗?或者需要洗整个数组?其实,为了取20个不重复的数,只需要洗前20次,然后取前20个元素?或者需要从整个数组中随机选取? 不对,Fisher-Yates的正确做法是,对整个数组进行洗牌,然后取前20个。或者,另一种方式是部分洗牌,只需要确保前20个位置是随机的。不过正确的Fisher-Yates是从最后一个元素开始,随机与前面的某个元素(包括自己)交换,然后逐步向前。因此,如果要取20个元素,可以只进行20次交换,从后往前处理到第80个位置(因为100-20=80),然后前20个元素就是随机的。或者,可能我需要更仔细地考虑这个过程。 举个例子,数组长度100,索引099。我需要随机选择20个不重复的数。使用洗牌算法的话,正确的做法是进行完整的洗牌,然后取前20个。但这样可能会有点浪费,因为洗牌了整个数组,但用户只需要20个。不过对于100个元素来说,这点计算量可以忽略不计。或者,可以进行部分洗牌,只需要保证前20个元素是随机的,未被选中的其他元素不需要处理。 这里可能有一个优化:当需要从N个元素中选取k个时,可以使用Fisher-Yates的变种,即进行k次交换。每次从i从0到k-1的位置,随机选择一个位置j在i到N-1之间,交换i和j的元素。这样,前k个元素就是随机选取的,且不重复。这种方法更高效,特别是当k远小于N时。 比如,N=100,k=20。初始数组1100。然后循环i从019,每次生成一个随机数j在[i, 99]之间,交换i和j位置的元素。这样,最终前20个元素就是随机选取的,且不会有重复,因为每次交换都保证后面的元素不会再被选到前面的位置。 这样的话,代码应该更高效。因为只需要进行20次交换,而不是整个数组的洗牌。所以,这种方法更好。 那具体实现的话,步骤如下: 1. 创建一个数组,包含1100。 2. 设置随机种子。 3. 循环i从019: a. 生成一个随机数j,范围是i到99。 b. 交换数组的第i个和第j个元素。 4. 输出数组前20个元素。 这样,前20个元素就是随机选取的,且不重复。这应该更高效,特别是当k远小于N时。 那现在,我需要把这个思路转化为C代码。需要注意数组的初始化,交换操作的正确性,以及输出部分。 可能的代码结构: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define MAX_NUM 100 #define NEED 20 int main() { int numbers[MAX_NUM]; // 初始化数组 for (int i = 0; i < MAX_NUM; i++) { numbers[i] = i + 1; // 1100 } srand(time(NULL)); // 设置随机种子 // Fisher-Yates部分洗牌算法 for (int i = 0; i < NEED; i++) { int j = i + rand() % (MAX_NUM - i); // j的范围是[i, MAX_NUM-1] // 交换numbers[i]和numbers[j] int temp = numbers[i]; numbers[i] = numbers[j]; numbers[j] = temp; } // 输出前NEED个数字 printf("生成的20个不重复随机数字:\n"); for (int i = 0; i < NEED; i++) { printf("%d ", numbers[i]); } printf("\n"); return 0; } 这样应该可以实现所需的功能。每次循环i从019,生成j在i到99之间,交换i和j的元素。这样,前20个元素是随机选取的,并且不会有重复,因为每次交换后,i位置的元素不会再被交换到后面。 用户可能的问题:为什么这种方法不会产生重复?因为每次确定i位置的元素后,之后的交换不会影响到前面的元素。每次交换都是将后面未选中的元素中的一个随机选到当前位置,所以每个元素只会被选中一次。 测试的话,可以运行程序多次,观察输出是否有重复,或者是否在范围内。例如,如果有重复的话,可能是代码逻辑错误,但根据算法正确性,应该是没问题的。 另外,需要注意rand()函数生成的随机数质量可能不够高,但对于一般用途来说,已经足够。如果需要更高质量的随机数,可以使用其他方法,但在这里,用户的需应该用标准库函数就能满足。 总结来说,这个方法的步骤是初始化数组,部分洗牌,取前20个元素。这样既高效又保证了不重复。</think>以下是使用C语言生成201100重复随机数的分步解答: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define MAX_RANGE 100 // 数字范围上限 #define COUNT 20 // 需要生成的数字个数 int main() { int pool[MAX_RANGE]; // 创建数字池 // 步骤1:初始化数字池(1-100) for (int i = 0; i < MAX_RANGE; i++) { pool[i] = i + 1; } // 步骤2:设置随机数种子 srand(time(NULL)); // 步骤3:使用改进的Fisher-Yates算法进行部分洗牌 for (int i = 0; i < COUNT; i++) { // 生成[i, 99]范围内的随机索引 int randomIndex = i + rand() % (MAX_RANGE - i); // 交换当前位置与随机位置的元素 int temp = pool[i]; pool[i] = pool[randomIndex]; pool[randomIndex] = temp; } // 步骤4:输出结果 printf("生成的20个不重复随机数:\n"); for (int i = 0; i < COUNT; i++) { printf("%d ", pool[i]); if ((i+1) % 10 == 0) printf("\n"); // 每10个换行 } return 0; } ``` 关键实现原理说明: 1. **数字池初始化**:创建包含1-100数组,保证数字来源的唯一性 2. **高效去重机制**:采用改进的Fisher-Yates洗牌算法,通过元素交换实现O(n)时间复杂度 3. **随机性保证**:使用时间种子初始化随机数生成器,确保每次运行结果不同 4. **内存优化**:直接在原数组上进行操作,无需额外存储空间 算法优势: - 时间复杂度稳定为O(n),性能高效 - 避免重复检查,直接通过交换操作保证唯一性 - 扩展性强,可轻松修改生成数量和范围 测试验证方法: 1. 多次运行观察输出是否重复 2. 检查输出数值是否全部在1-100范围内 3. 统计输出结果分布是否均匀 此方案相比传统方法(生成后查重)在效率上有显著提升,特别适用于生成数量接近总数量的场景。
评论 8
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值