CCF-CSP 201912-3化学方程式

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#CCF-CSP #算法 #数据结构 #模拟

本文介绍了一个用于解析和验证化学方程式的C++程序，该程序能够处理复杂的化学反应表达式，包括分子式、离子式以及化学计量数。通过读取输入的化学方程式，程序可以判断方程式是否符合质量守恒定律，即反应物和生成物的原子数量是否相等。

CCF-CSP 201912-3化学方程式

满分代码：

#include <bits/stdc++.h>
#define FOR(i,s,t) for(int i=(s);i<=(t);i++)
#define ROF(i,s,t) for(int i=(s);i>=(t);i--)
#define pb push_back
#define mp make_pair
#define eb emplace_back
#define fi first
#define se second
#define endl '\n'
using namespace std;
typedef unsigned long long ull;
typedef long long ll;
const int maxn = 1e3 + 6;
const ll mod = 1e9 + 7;
const int inf = 0x3f3f3f3f;
const ll INF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3f;
int readInt(){
    int x=0;
    bool sign=false;
    char c=getchar();
    while(!isdigit(c)){
        sign=c=='-';
        c=getchar();
    }
    while(isdigit(c)){
        x=x*10+c-'0';
        c=getchar();
    }
    return sign?-x:x;
}
ll readLong(){
    ll x=0;
    bool sign=false;
    char c=getchar();
    while(!isdigit(c)){
        sign=c=='-';
        c=getchar();
    }
    while(isdigit(c)){
        x=x*10+c-'0';
        c=getchar();
    }
    return sign?-x:x;
}
string readString(){
    string s;
    char c=getchar();
    while(isspace(c)){
        c=getchar();
    }
    while(!isspace(c)){
        s+=c;
        c=getchar();
    }
    return s;
}

int n, e;
string equation;
string lstr, rstr;
vector<string> lfml, rfml;
vector<int> lnum, rnum;
map<string, int> lcnt, rcnt;
int main() {
	int T = readInt();
	while (T--){
		equation = readString();
		e = equation.find('=');
		//cout << e << endl;
		lstr = equation.substr(0, e);
		rstr = equation.substr(e + 1);		
		int fst = 0, plus = 0;
		lfml.clear();
		rfml.clear();
		lnum.clear();
		rnum.clear();
		lcnt.clear();
		rcnt.clear();
		plus = lstr.find('+');
		while (plus != -1){
			string sub = lstr.substr(0, plus);
			lfml.push_back(sub);
			lstr = lstr.substr(plus + 1);
			plus = lstr.find('+');
		}
		
		if (lstr != "") lfml.push_back(lstr);
		//for (auto sub : lfml) cout << sub << " ";
		
		plus = rstr.find('+');
		while (plus != -1){
			string sub = rstr.substr(0, plus);
			rfml.push_back(sub);
			rstr = rstr.substr(plus + 1);
			plus = rstr.find('+');
		}
		if (rstr != "") rfml.push_back(rstr);
		
		/*for (auto sub : rfml) cout << sub << " ";
		cout << endl;*/
		
		for (auto sub : lfml){
			int number = 0;
			for (auto x : sub){
				if (x >= '0' && x <= '9'){
					number = number * 10 + x - '0';
				}
				else break;
			}
			if (number == 0) number = 1;
			lnum.push_back(number);
		}
		
		for (auto sub : rfml){
			int number = 0;
			for (auto x : sub){
				if (x >= '0' && x <= '9'){
					number = number * 10 + x - '0';
				}
				else break;
			}
			if (number == 0) number = 1;
			rnum.push_back(number);
		}
		
		for (int kk = 0; kk < lfml.size(); kk++){
			int number = lnum[kk];
			string sub = lfml[kk];
			vector <string> term;
			int i = 0;
			for (i = 0; i < sub.size();i++){
				if (sub[i] >= '0' && sub[i] <= '9'){continue;}
				else break;
			}
			for (; i < sub.size(); i++){
				
				string element ="";
				element += sub[i];
				if (sub[i] == '(') {term.push_back("(");}
				else if (sub[i] >= 'A' && sub[i] <= 'Z'){
					if (sub[i + 1] >= 'a' && sub[i + 1] <= 'z'){
						element += sub[i+1];
						i++;
					}
					term.push_back(element);
				}
				else if (sub[i] == ')'){term.push_back(")");}
				else if (sub[i] >= '0' && sub[i] <= '9'){
					string mm = "";
					for (;i < sub.size();i++){
						if (sub[i] >= '0' && sub[i] <= '9'){
							mm = mm + sub[i];
						}
						else {
							break;
						}
					}
					i--;
					term.push_back(mm);
				}
			}
			stack <pair<string, int>> stk;
			vector <int> w(term.size());
			vector <int> termnum(term.size());
			for (int i = 0; i < term.size(); i++){
				auto _ = term[i];
				if (_[0] >= 'A' && _[0] <= 'Z'){
					termnum[i] = 1;
				}
			}
			for (int i = 0; i < term.size(); i++){
				auto _ = term[i];
				if (_ == "("){
					stk.push({"(", i});
				}
				else if (_ == ")"){
					w[i] = stk.top().second;
					stk.pop();
				}
			}
			
			for (int i = 0; i < term.size(); i++){
				auto _ = term[i];
				if (_[0] >= '0' && _[0] <= '9'){
					int mm = 0;
					for (int j = 0; j < _.size(); j++){
						mm = mm * 10 + (char)_[j] - '0';
					}
					if (mm == 0) mm = 1;
					if (term[i-1] == ")"){
						for (int j = w[i - 1] + 1; j < i; j++){
							if (term[j][0] >= 'A' && term[j][0] <= 'Z') termnum[j] *= mm;
						}
					}else{
						if (term[i-1][0] >= 'A' && term[i-1][0] <='Z') termnum[i-1] *= mm;
					}
				}
			}
			
			for (int i = 0; i < term.size(); i++){
				auto _ = term[i];
				if (_[0] >= 'A' && _[0] <= 'Z'){
					lcnt[_] += number * termnum[i];
				}
			}
		}
		
		for (int kk = 0; kk < rfml.size(); kk++){
			int number = rnum[kk];
			string sub = rfml[kk];
			vector <string> term;
			int i = 0;
			for (i = 0; i < sub.size();i++){
				if (sub[i] >= '0' && sub[i] <= '9'){continue;}
				else break;
			}
			for (; i < sub.size(); i++){
				
				string element ="";
				element += sub[i];
				if (sub[i] == '(') {term.push_back("(");}
				else if (sub[i] >= 'A' && sub[i] <= 'Z'){
					if (sub[i + 1] >= 'a' && sub[i + 1] <= 'z'){
						element += sub[i+1];
						i++;
					}
					term.push_back(element);
				}
				else if (sub[i] == ')'){term.push_back(")");}
				else if (sub[i] >= '0' && sub[i] <= '9'){
					string mm = "";
					for (;i < sub.size();i++){
						if (sub[i] >= '0' && sub[i] <= '9'){
							mm = mm + sub[i];
						}
						else {
							break;
						}
					}
					i--;
					term.push_back(mm);
				}
			}
			stack <pair<string, int>> stk;
			vector <int> w(term.size());
			vector <int> termnum(term.size());
			for (int i = 0; i < term.size(); i++){
				auto _ = term[i];
				if (_[0] >= 'A' && _[0] <= 'Z'){
					termnum[i] = 1;
				}
			}
			for (int i = 0; i < term.size(); i++){
				auto _ = term[i];
				if (_ == "("){
					stk.push({"(", i});
				}
				else if (_ == ")"){
					w[i] = stk.top().second;
					stk.pop();
				}
			}
			
			for (int i = 0; i < term.size(); i++){
				auto _ = term[i];
				if (_[0] >= '0' && _[0] <= '9'){
					int mm = 0;
					for (int j = 0; j < _.size(); j++){
						mm = mm * 10 + (char)_[j] - '0';
					}
					if (mm == 0) mm = 1;
					if (term[i-1] == ")"){
						for (int j = w[i - 1] + 1; j < i; j++){
							if (term[j][0] >= 'A' && term[j][0] <= 'Z') termnum[j] *= mm;
						}
					}else{
						if (term[i-1][0] >= 'A' && term[i-1][0] <='Z')termnum[i-1] *= mm;
					}
				}
			}
			
			for (int i = 0; i < term.size(); i++){
				auto _ = term[i];
				if (_[0] >= 'A' && _[0] <= 'Z'){
					rcnt[_] += number * termnum[i];
				}
			}
		}
	
		int flag = 1;
		for (auto _ : lcnt){
			string s = _.first;
			int x = rcnt[s];
			if (_.second != x){
				flag = 0;
				break;
			}
		}
		for (auto _ : rcnt){
			string s = _.first;
			int x = lcnt[s];
			if (_.second != x){
				flag = 0;
				break;
			}
		}
		if (flag == 1) puts("Y");
		else puts("N");
	}
	return 0;
}

/*
11
H2+O2=H2O
2H2+O2=2H2O
H2+Cl2=2NaCl
H2+Cl2=2HCl
CH4+2O2=CO2+2H2O
CaCl2+2AgNO3=Ca(NO3)2+2AgCl
3Ba(OH)2+2H2PO4=6H2O+Ba2(PO4)2
3Ba(OH)2+2H2PO4=Ba2(PO4)2+6H2O
4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
4Na(Au(CN)2)+4NaOH=4Au+8NaCN+2H2O+O2
Cu+As=Cs+Au


*/
CCF 201912-3化学方程式 （100分）
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08-02 408
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CCF 201912-3 化学方程式
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提交后得100分的C++程序如下: #include<bits/stdc++.h> using namespace std; int n; string formula; map<string,int> ans; int calDigit(int b,int e){ //计算b和e之间的系数 int i=0; for(;b<=e&amp...
CCF小白刷题之路---201912-3 化学方程式（C/C++ 100分）
要像蜗牛一样一步一步往上爬！
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CCF-CSP题解 201912-3 化学方程式答案与解析
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CCF-CSP题解 201912-3化学方程式
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CCF-CSP题解 201912-3化学方程式【字符串处理+模拟】
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CCF-CSP真题《201912-3 化学方程式》java满分题解
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【代码】CCF-CSP真题《201912-3 化学方程式》java满分题解。
CSP CCF： 201912-3 化学方程式 （C++）
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【CCF 201912-3】化学方程式（递归下降）
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CCF CSP 化学方程式
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CCF CSP化学方程式
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一年后再次写这题，当时的梦魇额额，但只有90分，调不出最后的错误，留个标记，以后有时间再改改 #include<iostream> #include<string> #include<cstring> #include<algorithm> #include<vector> #include<cstdlib> //#define DEBUG using namespace std; struct Ele{ string s; int
CCF-CSP认证201912-3. 化学方程式
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题目链接:201912-3化学方程式 难点: ()的多重嵌套.可能出现多个嵌套，一般方法都是递归或者用堆栈，这里用了一个“pass”标记，减轻了工作量。 因为带括号的化学式出现的形式是( ( ( )num1 )num2 )num3…,按下标顺序读入的字符串遇到的第一个数字num1,然后就会处理num1所在的化学式()num1.然后再往后处理num2所在的化学式()num2,依次处理. 所以可以在遇...
csp-化学方程式
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化学方程式 这是一个化学方程式检测的算法题，只是检测物料守恒，题目不是特别难，但是字符串处理时还是挺繁琐的，假期一直宅在家里，好久没更新博客了。算是记录一下解题的思路把。 下面是完整代码 #include <iostream> #include <sstream> #include <algorithm> #include <vector&gt...
CCF CSP——化学方程式（201912-3）
qq_44408319的博客
05-04 648
思路借鉴: https://blog.youkuaiyun.com/wingrez/article/details/103551680 知识点复习 （一）getline(is,str,delim) 将输入流is中的字符读入到字符串str中，知道遇到定界字符delim、到达文件尾或字符串的最大长度。 delim字符将被读取（从输入流中删除），但不被存储。 若第三个参数缺省，则默认为换行符。 （二）头文件sstr...
CCF CSP 201912-3 化学方程式 【Python版】
江南蜡笔小新
02-08 1550
化学方程式，也称为化学反应方程式，是用化学式表示化学反应的式子。给出- -组 化学方程式,请你编写程序判断每个方程式是否配平(也就是方程式中等号左右两边的 元素种类和对应的原子个数是否相同)。 本题给出的化学方程式由大小写字母、数字和符号(包括等号=、加号+、左圆括 号(和右圆括号))组成，不会出现其他字符(包括空白字符，如空格、制表符等)。化 学方程式的格式与化学课本中的形式基本相同(化学式中表示元素原子个数的下标用. 正常文本，如H2O写成H20)，用[代码已更新，满分代码请移步]CCF CSP 20
201912-3 CCF CSP认证 化学方程式
qq_41645482的博客
09-08 376
题意：给一个化学方程式，验证是否配平。 做法： 首先我们把等式两边的每一项带系数的化学式都分开，比如H2+O2=2H2O 先拆分成H2 、O2、2H2O 上边拆好的我们再把系数分离出来，处理单个的化学式比如，2H2O拆分成2 、 H2O 处理H2O 将刚刚拆出来的H2O，数据信息统计到cnt数组 1. 如果是元素后边直接跟着的数字，我们把这个数字直接给到元素的第一个字母 比如H2CO3 那么 cnt[0] = 2 ,cnt[2]=1,cnt...
cspccf化学方程式配平
最新发布
03-26
### CSP CCF 中化学方程式配平的方法与算法实现 化学方程式配平可以通过转化为数学问题来解决，即将其视为一个齐次线性方程组求解的过程。以下是详细的描述以及其实现方式。 #### 数学建模过程 通过设定化学反应物和生成物的系数作为未知变量 \(x_1, x_2, \ldots, x_n\)，可以针对每种元素建立对应的守恒关系式[^1]。这些关系式构成了一个齐次线性方程组： \[ a_{11}x_1 + a_{12}x_2 + \cdots + a_{1n}x_n = 0 \\ a_{21}x_1 + a_{22}x_2 + \cdots + a_{2n}x_n = 0 \\ \vdots \\ a_{m1}x_1 + a_{m2}x_2 + \cdots + a_{mn}x_n = 0 \] 其中，\(a_{ij}\) 表示第 \(i\) 种元素在第 \(j\) 个化合物中的原子数量。该方程组通常具有无穷多解，因此需要找到一组正整数比例的特解以满足实际需求。 #### 解决方案的核心思路 利用高斯消元法或其他数值计算方法对上述矩阵形式的方程组进行简化处理，从而获得基础解系。由于目标是最小化所有系数并保持它们为正整数，还需要对方程组的结果做进一步调整——通常是乘上某个最小公倍数使得所有的分数变为整数。 #### Python 实现代码 下面提供了一个基于 NumPy 的简单实现例子用于演示如何自动完成这一任务: ```python import numpy as np from fractions import Fraction from math import gcd from functools import reduce def lcm(a, b): return abs(a * b) // gcd(a, b) def find_lcm(lst): return reduce(lcm, lst) def balance_equation(elements_matrix): A = np.array(elements_matrix).astype(&#39;float&#39;) # Perform Gaussian elimination to row echelon form. n_rows, n_cols = A.shape for i in range(min(n_rows, n_cols)): max_row_idx = np.argmax(np.abs(A[i:, i])) + i if A[max_row_idx][i] != 0: A[[max_row_idx, i]] = A[[i, max_row_idx]] pivot_val = A[i][i] if pivot_val == 0: continue A[i] /= pivot_val for j in range(i + 1, n_rows): factor = A[j][i] A[j] -= factor * A[i] # Back substitution and normalization of coefficients into integers. solution_vector = [] free_vars_count = n_cols - min(n_rows, n_cols) base_solution = [Fraction(0)] * (min(n_rows, n_cols)) + [Fraction(1)] * free_vars_count for idx in reversed(range(len(base_solution))): if idx >= min(n_rows, n_cols): break sum_of_terms = sum(-A[idx][k]*base_solution[k] for k in range(idx+1,n_cols)) base_solution[idx]=sum_of_terms/A[idx,idx] denominators = [term.denominator for term in base_solution] common_denom = find_lcm(denominators) integer_coefficients = list(map(lambda frac: int(frac*common_denom), base_solution)) return integer_coefficients example_elements_matrix = [ [-1,-1,0,0], # Coefficients for Carbon atoms [2,1,-3,-2], # Hydrogen atoms [0,0,3,2] # Oxygen atoms ] print(balance_equation(example_elements_matrix)) ``` 此程序接受输入的是表示不同分子间特定种类原子计数差别的二维列表，并返回平衡后的化学计量数组合。 #### 结果验证 最后一步是对所得结果应用常识性的化学判断确认合理性。即使存在理论上的可行解，在某些情况下也可能因为忽略了副产物或者未考虑到复杂条件下的动态变化而显得不切实际。
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