通过交换a,b+中的元素,使[序列a+元素的和]与[序列b+元素的和]之间的差最小。

本文介绍了一种算法,通过交换两个整数序列中的元素来最小化它们的和之间的差值。该算法首先计算两个序列的初始和,然后寻找最佳的元素交换方案以逐步减少差值,直到无法进一步优化。

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有两个序列a,b,大小都为n,序列元素的值任意整数,无序;
要求:通过交换a,b 中的元素,使[序列a 元素的和]与[序列b 元素的和]之间的差最小。
例如:
var a=[100,99,98,1,2, 3];
var b=[1, 2, 3, 4,5,40];

分析:

假设序列a,b中元素的和为sum_a和sum_b。假设aa和bb分别为序列a,b中的元素,则交换aa,bb后序列的和变为sum_a-aa+bb,sum_b+aa-bb;两序列的差为(sum_a-aa+bb)-(sum_b+aa-bb)=sum_a-sum_b-2*(aa-bb);

所以可以扫描序列a,b中的元素,找到使abs(sum_a-sum_b-2*(aa-bb))最小的两个元素进行交换,重复此过程,直至两序列的差无法减小。

  1. bool Swap2Balance(int *pa, int *pb, int n)  
  2. {  
  3.     int suma=0,sumb=0;  
  4.     for (int i=0;i<n;i++)  
  5.     {  
  6.         suma+=pa[i];  
  7.         sumb+=pb[i];  
  8.     }  
  9.   
  10.     int diff=suma-sumb;  
  11.     while (diff!=0)  
  12.     {  
  13.         int besti=0,bestj=0;  
  14.         int bestchange=0;  
  15.         for(int i=0;i<n;i++)  
  16.             for (int j=0;j<n;j++)  
  17.             {  
  18.                 int change=(pa[i]-pb[j]);  
  19.                 //交换后差为(suma-pa[i]+pb[j])-(sumb+pa[i]-pb[j])=diff-2*change  
  20.                 if (abs(diff-2*change)<abs(diff-2*bestchange))  
  21.                 {  
  22.                     bestchange=change;  
  23.                     besti=i;  
  24.                     bestj=j;  
  25.                 }  
  26.             }  
  27.   
  28.         if (bestchange==0)  //差不能再缩小  
  29.             return false;  
  30.         int temp=pa[besti];  
  31.         pa[besti]=pb[bestj];  
  32.         pb[bestj]=temp;  
  33.   
  34.         suma-=bestchange;  
  35.         sumb+=bestchange;  
  36.         diff=suma-sumb;  
  37.   
  38.     }  
  39.     return true;  
  40. }  
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