华为OD机试D卷C卷 - 数字游戏(C++ Java JavaScript Python C语言)

这篇博客详细解析了华为OD机试中的一道数字游戏题目,要求找到一个比给定数字n大且二进制1的个数相同的最小数字m。解题思路包括观察二进制规律,定位关键位点,翻转位并调整右侧位。文章提供了C++、Java、JavaScript、Python和C语言的解题代码,并附带了多个测试用例。

题目描述

小扇和小船今天又玩起来了数字游戏,小船给小扇一个正整数 n(1 ≤ n ≤ 1e9),小扇需要找到一个比 n 大的数字 m,使得 m 和 n 对应的二进制中 1 的个数要相同,如:

  • 4对应二进制100
  • 8对应二进制1000
  • 其中1的个数都为1个

现在求 m 的最小值。

输入描述

输入一个正整数 n(1 ≤ n ≤ 1e9)

输出描述

输出一个正整数 m

用例

输入 2
输出 4
说明 2的二进制10,4的二进制位100,1的个数相同,且4是满足条件的最小数
输入 7
输出 11
说明 7的二进制111,11的二进制位1011,1的个数相同,且11是满足条件的最小数

解题思路

  1. 理解题目要求:给定一个正整数 n,找到一个比 n 大的最小正整数 m,使得 mn 的二进制表示中 1 的个数相同。

  2. 观察二进制规律:在二进制数中,找到一个比当前数大的数,通常需要将一个较低位的 0 变成 1。同时,为了确保这个新的数尽可能小,我们希望这个 0 尽可能靠右,而且这个 0 右边的 1 尽可能少。

  3. 找到关键位点:从低位到高位,找到第一个 01 模式的位置(即一个 1 后面紧跟着一个 0),这个 01 将被翻转成 10。这样做会增加数值,同时保持 1 的总数不变。

  4. 翻转位:将找到的 01 模式翻转成 10。这可以通过将 0 的位置设为 1(即 n |= (1 << p)

### 华为OD分糖果问题的Python解题思路 #### 问题描述 小明从糖果盒中随意抓取一定数量的糖果,每次可以执行三种操作之一:取出一半糖果并舍去余数;如果当前糖果数目为奇数,则可以从盒子中再拿一个糖果或将手里的一个糖果放回去。目标是最少经过几次这样的操作能够使手中的糖果变为一颗。 为了达到这个目的,采用贪心策略来解决问题[^3]。具体来说,在每一步都尽可能快速地减少糖果的数量直到只剩下一颗为止。当遇到奇数个糖果时,优先考虑加一而不是减一,因为这样可以在下一轮更有效地通过除以2的方式大量削减糖果总数。 #### 贪婪算法分析 对于任意正整数n表示初始糖果数: - 如果 n 是偶数,则直接将其除以2; - 若 n 为奇数,则判断 (n+1)/2 (n−1)/2 的大小关系,选择较小的那个作为下一步的结果,这是因为我们希望更快接近1。 这种做法基于这样一个事实——当我们面对两个连续的奇数值时,较大的那个总是可以通过增加1变成一个小得多的新值(即其半数),而较小的一个则需要两次操作才能完成同样的效果(先减后除)[^4]。 #### Python代码实现 下面给出了解决上述问题的具体Python程序: ```python def min_steps_to_one(n): steps = 0 while n != 1: if n % 2 == 0: n //= 2 elif ((n + 1) // 2) &lt; ((n - 1) // 2): n += 1 else: n -= 1 steps += 1 return steps if __name__ == "__main__": candy_count = int(input().strip()) print(min_steps_to_one(candy_count)) ``` 此函数接收一个参数`n`代表起始的糖果数量,并返回将这些糖果减少到只有一个所需的最小步数。主程序部分读入用户输入的数据并调用该方法打印最终结果。
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