2015 第七届蓝桥杯 C++ b组

本文解析了一场算法挑战赛的十道题目,涵盖了从简单的数学问题到复杂的算法设计等多个方面,提供了详细的解题思路和代码实现。

第一题:煤球数目
有一堆煤球,堆成三角棱锥形。具体:
第一层放1个,
第二层3个(排列成三角形),
第三层6个(排列成三角形),
第四层10个(排列成三角形),
....
如果一共有100层,共有多少个煤球?
请填表示煤球总数目的数字。
注意:你提交的应该是一个整数,不要填写任何多余的内容或说明性文字。

血的教训,填了5050. 以为第一题很水。没认真读题。问的是100层一共,不是问的100层这一层有多少个。 

int sum=1;
    for(int i=2;i<=100;i++)
    {
        a[i]=a[i-1]+i;
        sum+=a[i];
    }
    printf("%d\n",sum);


第二题:生日蜡烛
某君从某年开始每年都举办一次生日party,并且每次都要吹熄与年龄相同根数的蜡烛。
现在算起来,他一共吹熄了236根蜡烛。
请问,他从多少岁开始过生日party的?
请填写他开始过生日party的年龄数。
注意:你提交的应该是一个整数,不要填写任何多余的内容或说明性文字。

答案:26

int flag=-1, k;
    for(int i=2016;i>=0;i--)
    {
        int sum=0;
        int cnt=2016-i+1;
        for(int j=20;j<=100;j++)
        {
            int x=(j+j+cnt-1)*cnt;
            if(x==472)
            {
                flag=j;
                k=i;
                break;
            }
            if(x>472) break;
        }
        if(flag!=-1) break;
    }

第三题:凑算式
B  DEF
A + --- + ------- = 10
CGHI
(如果显示有问题,可以参见【图1.jpg】)


这个算式中A~I代表1~9的数字,不同的字母代表不同的数字。
比如:
6+8/3+952/714 就是一种解法,
5+3/1+972/486 是另一种解法。
这个算式一共有多少种解法?
注意:你提交应该是个整数,不要填写任何多余的内容或说明性文字。


答案:29 

把式子化简成没有除法的等式即可。化简出来的结果是 :(B*GHI)+(C*DEF)=(10-A)*(C*GHI)


void dfs(int k)
{
    if(k==10)
    {
        int s1=a[2]*(a[7]*100+a[8]*10+a[9])+(a[4]*100+a[5]*10+a[6])*a[3];
        int s2=(10-a[1])*a[3]*(a[7]*100+a[8]*10+a[9]);
        if(s1==s2)
            num++;
        return ;
    }
    for(int i=1;i<10;i++)
    {
        if(!vis[i])
        {
            vis[i]=1;
            a[k]=i;
            dfs(k+1);
            vis[i]=0;
        }
    }
}


#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<algorithm>
using namespace std;

int main(){
    
    int a[10];
    //1 2 3 4 5 6 7 8 9 
    //A B C D E F G H I
    int i;
    int sum[4];
    int ans;
    
    for(i=1;i<=9;++i){
        a[i]=i;
    }
    
    ans=0;
    do{
        
        sum[0]=a[1]*a[3]*(a[7]*100+a[8]*10+a[9]);
        sum[1]=a[2]*(a[7]*100+a[8]*10+a[9]);
        sum[2]=(a[4]*100+a[5]*10+a[6])*a[3];
        
        sum[3]=10*a[3]*(a[7]*100+a[8]*10+a[9]);
        
        if(sum[0]+sum[1]+sum[2]==sum[3]){
            ++ans;
        }
        
    }while(next_permutation(a+1,a+1+9));
    
    printf("%d\n",ans);
    
    return 0;
}

第四题:
快速排序
排序在各种场合经常被用到。
快速排序是十分常用的高效率的算法。
其思想是:先选一个“标尺”,
用它把整个队列过一遍筛子,
以保证:其左边的元素都不大于它,其右边的元素都不小于它。
这样,排序问题就被分割为两个子区间。
再分别对子区间排序就可以了。
下面的代码是一种实现,请分析并填写划线部分缺少的代码。
#include <stdio.h>
void swap(int a[], int i, int j)
{
int t = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = t;
}
int partition(int a[], int p, int r)
{
int i = p;
int j = r + 1;
int x = a[p];
while(1){
while(i<r && a[++i]<x);
while(a[--j]>x);
if(i>=j) break;
swap(a,i,j);
}
______________________;
return j;
}
void quicksort(int a[], int p, int r)
{
if(p<r){
int q = partition(a,p,r);
quicksort(a,p,q-1);
quicksort(a,q+1,r);
}
}
int main()
{
int i;
int a[] = {5,13,6,24,2,8,19,27,6,12,1,17};
int N = 12;

quicksort(a, 0, N-1);

for(i=0; i<N; i++) printf("%d ", a[i]);
printf("\n");

return 0;
}
注意:只填写缺少的内容,不要书写任何题面已有代码或说明性文字。


答案:swap(a, p, j);


第五题:抽签
X星球要派出一个5人组成的观察团前往W星。
其中:
A国最多可以派出4人。
B国最多可以派出2人。
C国最多可以派出2人。
....
那么最终派往W星的观察团会有多少种国别的不同组合呢?
下面的程序解决了这个问题。
数组a[] 中既是每个国家可以派出的最多的名额。
程序执行结果为:
DEFFF
CEFFF
CDFFF
CDEFF
CCFFF
CCEFF
CCDFF
CCDEF
BEFFF
BDFFF
BDEFF
BCFFF
BCEFF
BCDFF
BCDEF
....
(以下省略,总共101行)
#include <stdio.h>
#define N 6
#define M 5
#define BUF 1024


void f(int a[], int k, int m, char b[])
{
int i,j;

if(k==N){ 
b[M] = 0;
if(m==0) printf("%s\n",b);
return;
}

for(i=0; i<=a[k]; i++){
for(j=0; j<i; j++) b[M-m+j] = k+'A';
______________________; //填空位置 
}
}
int main()
{
int a[N] = {4,2,2,1,1,3};
char b[BUF];
f(a,0,M,b);
return 0;
}


仔细阅读代码,填写划线部分缺少的内容。


注意:不要填写任何已有内容或说明性文字。


答案:f(a,k+1,m-i,b)

第六题:方格填数
如下的10个格子
+--+--+--+
| | | |
+--+--+--+--+
| | | | |
+--+--+--+--+
| | | |
+--+--+--+
(如果显示有问题,也可以参看【图1.jpg】)

填入0~9的数字。要求:连续的两个数字不能相邻。
(左右、上下、对角都算相邻)
一共有多少种可能的填数方案?
请填写表示方案数目的整数。
注意:你提交的应该是一个整数,不要填写任何多余的内容或说明性文字。


答案:1580

dfs +vis标记回溯  (有坑,顺序遍历避免状态冲突)

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N = 20;
int s[N][N],s1[N][N],   vis[N], vx[N][N];
int dir[8][2]= {{-1,-1},{-1,0},{-1,1},{0,-1},{0,1},{1,-1},{1,0},{1,1}};
int num;
int check(int x,int y,int k)
{
    for(int i=0; i<8; i++)
    {
        int a=x+dir[i][0], b=y+dir[i][1];
        if(a<1||a>3||b<1||b>4||(a==1&&b==1)||(a==3&&b==4)) continue;
        if(!vx[a][b]) continue;
        int flag=abs(s[a][b]-k);
        if(flag==1) return 0;
    }
    return 1;
}

void dfs(int x,int y)
{
    int cnt=0, u;
    for(int i=0; i<=9; i++)
    {
        if(!vis[i]) cnt++, u=i;
    }
    if(cnt==1)
    {
        if(check(x,y,u))
        {
            num++;
            s[x][y]=u;
            for(int i=1; i<=3; i++)
            {
                for(int j=1; j<=4; j++)
                {
                    s1[i][j]=s[i][j];
                }
            }
        }
        return ;
    }
    vx[x][y]=1;
    for(int i=0; i<=9; i++)
    {
        if(vis[i]) continue;
        if(!check(x,y,i)) continue;
        vis[i]=1;
        s[x][y]=i;
        if(y==4) dfs(x+1,1);
        else dfs(x,y+1);
        vis[i]=0;
    }
    vx[x][y]=0;
}


int main()
{
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    memset(vx,0,sizeof(vx));
    num=0;
    dfs(1,2);
    for(int i=1; i<=3; i++)
    {
        for(int j=1; j<=4; j++)
        {
            printf("%d ",s1[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    printf("%d\n",num);
    return 0;
}


第七题:剪邮票
如【图1.jpg】, 有12张连在一起的12生肖的邮票。
现在你要从中剪下5张来,要求必须是连着的。
(仅仅连接一个角不算相连)
比如,【图2.jpg】,【图3.jpg】中,粉红色所示部分就是合格的剪取。
请你计算,一共有多少种不同的剪取方法。
请填写表示方案数目的整数。
注意:你提交的应该是一个整数,不要填写任何多余的内容或说明性文字。



答案:116  暴力吧。注意序列要递增/递减。这样就不会出现重复了。

暴力枚举+dfs(枚举顺序技巧性很大,注意细节很多,非常容易出错,有坑,容易忽略和重复,需要头脑非常清醒)

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N = 20;
int   vis[N][N], vx[N][N], total;
int dir[4][2]= {{0,-1},{0,1},{1,0},{-1,0}};
int num[N];

void dfs(int x,int y)
{
    for(int i=0; i<4; i++)
    {
        int a=x+dir[i][0], b=y+dir[i][1];
        if(a<0||a>=3||b<0||b>=4||vis[a][b]) continue;
        if(vx[a][b])
        {
            total++;
            vis[a][b]=1;
            dfs(a,b);
        }
    }
    return ;
}

int check()
{
    memset(vx,0,sizeof(vx));
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    int x, y;
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        x=num[i]/4, y=num[i]%4;
        vx[x][y]=1;
    }
    total=1;
    vis[x][y]=1;
    dfs(x, y);
    if(total==5) return 1;
    return 0;
}



int main()
{
    int cnt=0;
    for(int a1=0; a1<12-4; a1++)
    {
        for(int a2=a1+1; a2<12-3; a2++)
        {
            for(int a3=a2+1; a3<12-2; a3++)
            {
                for(int a4=a3+1; a4<12-1; a4++)
                {
                    for(int a5=a4+1; a5<12; a5++)
                    {
                        num[0]=a1, num[1]=a2, num[2]=a3, num[3]=a4, num[4]=a5;
                        if(check()) cnt++;
                    }
                }
            }
        }
    }
    printf("%d\n",cnt);
    return 0;
}

第八题:四平方和
四平方和定理,又称为拉格朗日定理:
每个正整数都可以表示为至多4个正整数的平方和。
如果把0包括进去,就正好可以表示为4个数的平方和。
比如:
5 = 0^2 + 0^2 + 1^2 + 2^2
7 = 1^2 + 1^2 + 1^2 + 2^2
(^符号表示乘方的意思)
对于一个给定的正整数,可能存在多种平方和的表示法。
要求你对4个数排序:
0 <= a <= b <= c <= d
并对所有的可能表示法按 a,b,c,d 为联合主键升序排列,最后输出第一个表示法
程序输入为一个正整数N (N<5000000)
要求输出4个非负整数,按从小到大排序,中间用空格分开
例如,输入:
5
则程序应该输出:
0 0 1 2
再例如,输入:
12
则程序应该输出:
0 2 2 2
再例如,输入:
773535
则程序应该输出:
1 1 267 838
资源约定:
峰值内存消耗 < 256M
CPU消耗 < 3000ms
请严格按要求输出,不要画蛇添足地打印类似:“请您输入...” 的多余内容。
所有代码放在同一个源文件中,调试通过后,拷贝提交该源码。
注意: main函数需要返回0
注意: 只使用ANSI C/ANSI C++ 标准,不要调用依赖于编译环境或操作系统的特殊函数。
注意: 所有依赖的函数必须明确地在源文件中 #include <xxx>, 不能通过工程设置而省略常用头文件。
提交时,注意选择所期望的编译器类型。

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N = 20;
typedef long long LL;

int main()
{
    int num[N];
    int n;
    scanf("%d", &n);
    int nx=(int)sqrt(n*1.0);
    int flag=0;
    for(int i=0;i<=nx;i++)
    {
        LL x1=i*i;
        if(x1>n) break;
        for(int j=i;j<=nx;j++)
        {
            LL x2=x1+j*j;
            if(x2>n) break;
            for(int k=j;k<=nx;k++)
            {
                LL x3=x2+k*k;
                if(x3>n) break;
                int x=n-x3;
                int y=(int)sqrt(x*1.0);
                if((y*y)==x)
                {
                    num[0]=i, num[1]=j, num[2]=k, num[3]=y;
                    flag=1;
                }
                if(flag) break;
            }
            if(flag) break;
        }
        if(flag) break;
    }
    printf("%d %d %d %d\n",num[0], num[1], num[2], num[3]);
    return 0;
}
第九题:交换瓶子
有N个瓶子,编号 1 ~ N,放在架子上。
比如有5个瓶子:
2 1 3 5 4
要求每次拿起2个瓶子,交换它们的位置。
经过若干次后,使得瓶子的序号为:
1 2 3 4 5
对于这么简单的情况,显然,至少需要交换2次就可以复位。
如果瓶子更多呢?你可以通过编程来解决。
输入格式为两行:
第一行: 一个正整数N(N<10000), 表示瓶子的数目
第二行:N个正整数,用空格分开,表示瓶子目前的排列情况。
输出数据为一行一个正整数,表示至少交换多少次,才能完成排序。
例如,输入:
5
3 1 2 5 4
程序应该输出:
3
再例如,输入:
5
5 4 3 2 1
程序应该输出:
2
资源约定:
峰值内存消耗 < 256M
CPU消耗 < 1000ms
请严格按要求输出,不要画蛇添足地打印类似:“请您输入...” 的多余内容。
所有代码放在同一个源文件中,调试通过后,拷贝提交该源码。
注意: main函数需要返回0
注意: 只使用ANSI C/ANSI C++ 标准,不要调用依赖于编译环境或操作系统的特殊函数。
注意: 所有依赖的函数必须明确地在源文件中 #include <xxx>, 不能通过工程设置而省略常用头文件。

提交时,注意选择所期望的编译器类型。

贪心算法,记录位置指针与权值;

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N = 1e4+10;
typedef long long LL;
int v[N], pos[N];

int main()
{
    int n;
    scanf("%d", &n);
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        scanf("%d", &v[i]);
        pos[v[i]]=i;
    }
    int cnt=0;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        if(v[i]==i) continue;
        cnt++;
        int tmp1=pos[i], tmp2=v[i];
        v[tmp1]=tmp2, pos[tmp2]=tmp1;
        v[i]=i, pos[i]=i;
    }
    printf("%d\n",cnt);
    return 0;
}

第十题:最大比例
X星球的某个大奖赛设了M级奖励。每个级别的奖金是一个正整数。
并且,相邻的两个级别间的比例是个固定值。
也就是说:所有级别的奖金数构成了一个等比数列。比如:
16,24,36,54
其等比值为:3/2
现在,我们随机调查了一些获奖者的奖金数。
请你据此推算可能的最大的等比值。
输入格式:
第一行为数字N,表示接下的一行包含N个正整数
第二行N个正整数Xi(Xi<1 000 000 000 000),用空格分开。每个整数表示调查到的某人的奖金数额
要求输出:
一个形如A/B的分数,要求A、B互质。表示可能的最大比例系数
测试数据保证了输入格式正确,并且最大比例是存在的。
例如,输入:
3
1250 200 32
程序应该输出:
25/4
再例如,输入:
4
3125 32 32 200
程序应该输出:
5/2
再例如,输入:
3
549755813888 524288 2
程序应该输出:
4/1
资源约定:
峰值内存消耗 < 256M
CPU消耗 < 3000ms
请严格按要求输出,不要画蛇添足地打印类似:“请您输入...” 的多余内容。
所有代码放在同一个源文件中,调试通过后,拷贝提交该源码。
注意: main函数需要返回0
注意: 只使用ANSI C/ANSI C++ 标准,不要调用依赖于编译环境或操作系统的特殊函数。
注意: 所有依赖的函数必须明确地在源文件中 #include <xxx>, 不能通过工程设置而省略常用头文件。
提交时,注意选择所期望的编译器类型。


给出一列数,是等比数列,求最大的可能比值;

解:首先排序 删除重复元素,然后因为一旦比值一定所有的数都可以通过第一个数得到,所以预处理出,所有数与第一个数的比值的分子与分母;

然后通过将第二个数的分子进行拆分(开1次方,开2次方。。。)直到找到一个比值可以得到后面所有的数即为最大比值

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <map>
#include <queue>
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N = 1e6+100;
vector<LL>a, b, c;
const double eps = 1e-8;
int check(double x,double y)
{
    int n=(log(y)/log(x)+0.5);
    if(fabs(y-pow(x,n))<eps) return 1;
    return 0;
}

int main()
{
    int n;
    scanf("%d", &n);
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        LL x;
        scanf("%lld",&x);
        a.push_back(x);
    }
    sort(a.begin(),a.end());
    a.erase(unique(a.begin(),a.end()),a.end());
    n=a.size();
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        LL x=a[i];
        printf("%lld\n",x);
    }

    if(n==1)
    {
        printf("1/1\n");
        return 0;
    }
    for(int i=1; i<n; i++)
    {
        LL g=__gcd(a[0],a[i]);
        LL x1=a[i]/g;
        b.push_back(x1);
        LL x2=a[0]/g;
        c.push_back(x2);
    }
    for(int i=1;; i++)
    {
        LL tmp=b[0];
        LL x=pow(1.0*tmp,1.0/i)+0.5;
        int flag=1;
        for(int j=0; j<n-1; j++)
        {
            flag&=check(1.0*x,1.0*b[j]);
        }
        if(flag)
        {
            printf("%lld\\%lld\n",x,(LL)pow(1.0*c[0],1.0/i));
            break;
        }
    }
    return 0;
}

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