PAT 1027 打印沙漏

本文分析了一种通过计算输入总数来确定沙漏图案大小的方法,并给出具体的C++实现代码。利用数学技巧确定沙漏中元素的数量,进而计算剩余元素的数量。

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毕竟第一篇博客,写点简单的题来练练手。

先分析一下这题的解题思路,首先肯定是要确定好沙漏有什么元素,可以看出每行都是等差数列2n-1,总元素数是(1+2n-1)*n/2-1=n2-1个

漏斗的元素个数确定的话,最后剩余的个数就用总数量减去n2-1个

但是如何确定这个n的值呢?

这里采用一个技巧:

           因为余下来的数必定是用来凑小数位的,所以余数的作用充其量就是个弥补小数位的作用

          这样的话就可以把总个数看成两部分,一部分是由做漏斗的那部分起主要作用的整数部分,还有另一部分就是余数和n2-1中的1组成的小数位部分

           于是有关系式      n(余数)+n2-1=N(总数量)

           所以 如果对浮点数   N+1强制转化为整数的话,那么n(余数)的作用将被抹杀掉,被忽视掉。

           从而忽略了次要影响因素从而确定了n的取值。


下面附上代码:


  1. #include<iostream>  
  2. #include<cmath>  
  3.   
  4. using namespace std;  
  5.   
  6. int main()  
  7. {  
  8.     int N;  
  9.     char c;  
  10.     cin >> N >> c;  
  11.     int k = sqrt((N + 1) / 2);  
  12.     for (int i = 1; i <= k; i++)  
  13.     {   
  14.         for (int j = 1; j < i; j++)  
  15.         {  
  16.           cout << " ";  
  17.         }  
  18.         for (int j = 2*(k - i) + 1; j >= 1; j--)  
  19.         {  
  20.           cout << c;  
  21.         }  
  22.         cout << endl;  
  23.     }  
  24.     //输出漏斗的上半部分
  25.     for (int i = 1; i <= k - 1; i++)  
  26.     {  
  27.         for (int j = 1; j <= k - i - 1; j++)  
  28.         {  
  29.           cout << " ";  
  30.         }  
  31.         for (int j = 1; j <= 2 * i + 1; j++)  
  32.         {  
  33.           cout << c;  
  34.         }  
  35.         cout << endl;  
  36.     }  
  37.     cout << N + 1 - 2 * k*k << endl;  
  38.     return 0;  
  39. }  






### C++ 实现打印沙漏算法 以下是使用 C++ 编写的打印沙漏的代码示例。该程序会接收两个输入参数:第一个是符号总数 `n`,第二个是要打印的字符 `c`。程序将按照题目要求输出最大可能的沙漏形状,并在最后一行显示剩余未使用的符号数量。 #### 代码实现 ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main() { int n; char c; cin >> n >> c; // 计算可以构成的最大层数 k int total = 0, k = 0; while (total + 2 * k + 1 <= n) { total += 2 * k + 1; k++; } k--; // 调整到实际可用的最大层 // 打印上半部分 for (int i = 0; i < k; ++i) { for (int j = 0; j < k - i; ++j) cout << " "; for (int j = 0; j < 2 * i + 1; ++j) cout << c; cout << endl; } // 打印中间部分 for (int j = 0; j < k; ++j) cout << " "; cout << c << endl; // 打印下半部分 for (int i = k - 2; i >= 0; --i) { for (int j = 0; j < k - i; ++j) cout << " "; for (int j = 0; j < 2 * i + 1; ++j) cout << c; cout << endl; } // 输出剩余符号数 cout << n - total << endl; return 0; } ``` #### 说明 上述代码通过计算能够构建的最大沙漏层数来完成任务[^1]。具体逻辑如下: - 首先读取输入的符号总数 `n` 和要打印的字符 `c`。 - 使用循环逐步累加每一层所需的符号数目,直到无法再增加新一层为止。 - 上半部分逐层减少空白符并增加字符数;中间部分单独打印中心点;下半部分则镜像反转上半部结构。 - 最终统计剩余未被利用的符号数量,并将其作为结果的一部分输出[^2]。 #### 示例运行 假设输入为 `19 *`,那么程序将会依次执行以下操作: - 构建三层沙漏模型。 - 按照指定格式打印出完整的沙漏图形以及余下两颗星号的数量。 #### 注意事项 此解决方案适用于大多数标准情况下的 PAT 测试用例需求。如果遇到特殊边界条件或者更大规模的数据集,则需进一步优化内存管理与性能表现。
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