校招算法笔面试 | 华为机试-24点运算

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解题思路

这是一个24点游戏求解问题。需要判断给定的4张牌是否能通过四则运算得到24点。

关键规则

  1. 输入规则:

    • 输入4张牌,以空格分隔
    • 2~10对应数值2~10
    • J、Q、K、A分别为11、12、13、1
    • 不含joker/JOKER
  2. 运算规则:

    • 只能使用加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)
    • 运算顺序从左到右
    • 除法要确保除数不为0

实现思路

  1. 预处理:

    • 建立牌面到数值的映射
    • 定义四则运算函数
  2. 求解过程:

    • 生成所有可能的牌的排列
    • 对每个排列尝试所有运算符组合
    • 按照从左到右的顺序计算
    • 找到结果为24的组合

代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <limits>
using namespace std;

class Solution {
private:
    map<string, int> card_order = {
        {"A",1}, {"2",2}, {"3",3}, {"4",4}, {"5",5}, {"6",6}, {"7",7},
        {"8",8}, {"9",9}, {"10",10}, {"J",11}, {"Q",12}, {"K",13}
    };
    vector<string> opts = {"+", "-", "*", "/"};
    
    double cal(double a1, double a2, int opt) {
        if (opt == 0) return a1 + a2;
        if (opt == 1) return a1 - a2;
        if (opt == 2) return a1 * a2;
        if (opt == 3) return a2 != 0 ? a1 / a2 : numeric_limits<double>::infinity();
        return numeric_limits<double>::infinity();
    }
    
public:
    void solve24(vector<string>& cards) {
        // 检查王牌
        if (find(cards.begin(), cards.end(), "joker") != cards.end() ||
            find(cards.begin(), cards.end(), "JOKER") != cards.end()) {
            cout << "ERROR" << endl;
            return;
        }
        
        // 生成排列
        vector<string> nums = cards;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        
        do {
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                double a = cal(card_order[nums[0]], card_order[nums[1]], i);
                for (int j = 0; j < 4; j++) {
                    double b = cal(a, card_order[nums[2]], j);
                    for (int k = 0; k < 4; k++) {
                        double c = cal(b, card_order[nums[3]], k);
                        if (abs(c - 24) < 1e-10) {
                            cout << nums[0] << opts[i] << nums[1] << opts[j] 
                                 << nums[2] << opts[k] << nums[3] << endl;
                            return;
                        }
                    }
                }
            }
        } while (next_permutation(nums.begin(), nums.end()));
        
        cout << "NONE" << endl;
    }
};

int main() {
    string card;
    while (cin >> card) {
        vector<string> cards;
        cards.push_back(card);
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            cin >> card;
            cards.push_back(card);
        }
        Solution sol;
        sol.solve24(cards);
    }
    return 0;
}
import java.util.*;

public class Main {
    static class Solution {
        private Map<String, Integer> card_order = new HashMap<String, Integer>() {{
            put("A",1); put("2",2); put("3",3); put("4",4); put("5",5);
            put("6",6); put("7",7); put("8",8); put("9",9); put("10",10);
            put("J",11); put("Q",12); put("K",13);
        }};
        private String[] opts = {"+", "-", "*", "/"};
        
        private double cal(double a1, double a2, int opt) {
            if (opt == 0) return a1 + a2;
            if (opt == 1) return a1 - a2;
            if (opt == 2) return a1 * a2;
            if (opt == 3) return a2 != 0 ? a1 / a2 : Double.POSITIVE_INFINITY;
            return Double.POSITIVE_INFINITY;
        }
        
        public void solve24(String[] cards) {
            // 检查王牌
            for (String card : cards)
                if (card.equals("joker") || card.equals("JOKER")) {
                    System.out.println("ERROR");
                    return;
                }
            
            List<String[]> perms = new ArrayList<>();
            generatePermutations(cards.clone(), 0, perms);
            
            for (String[] nums : perms) {
                for (int i = 0; i < 4; i++) {
                    double a = cal(card_order.get(nums[0]), card_order.get(nums[1]), i);
                    for (int j = 0; j < 4; j++) {
                        double b = cal(a, card_order.get(nums[2]), j);
                        for (int k = 0; k < 4; k++) {
                            double c = cal(b, card_order.get(nums[3]), k);
                            if (Math.abs(c - 24) < 1e-10) {
                                System.out.println(nums[0] + opts[i] + nums[1] + opts[j] + 
                                       nums[2] + opts[k] + nums[3]);
                                return;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
            
            System.out.println("NONE");
        }
        
        private void generatePermutations(String[] arr, int start, List<String[]> result) {
            if (start == arr.length) {
                result.add(arr.clone());
                return;
            }
            for (int i = start; i < arr.length; i++) {
                swap(arr, start, i);
                generatePermutations(arr, start + 1, result);
                swap(arr, start, i);
            }
        }
        
        private void swap(String[] arr, int i, int j) {
            String temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (sc.hasNext()) {
            String[] cards = new String[4];
            for (int i = 0; i < 4; i++)
                cards[i] = sc.next();
            Solution sol = new Solution();
            sol.solve24(cards);
        }
    }
}
from itertools import permutations

card = ['A','2','3','4','5','6','7','8','9','10','J','Q','K']
order = range(1,14)
card_order = dict(zip(card,order))
opts = ["+", "-", "*", "/"]

def cal(a1,a2,opt):
    if opt == 0: return a1+a2
    elif opt == 1: return a1-a2
    elif opt == 2: return a1*a2
    elif opt == 3: return a1/a2 if a2 != 0 else float('inf')

def cal24(cards):
    if "joker" in cards or "JOKER" in cards:
        print("ERROR")
        return
        
    num_orders = permutations(cards, 4)
    for nums in num_orders:
        for i in range(4):
            a = cal(card_order[nums[0]], card_order[nums[1]], i)
            for j in range(4):
                b = cal(a, card_order[nums[2]], j)
                for k in range(4):
                    c = cal(b, card_order[nums[3]], k)
                    if abs(c - 24) < 1e-10:
                        print(f"{nums[0]}{opts[i]}{nums[1]}{opts[j]}{nums[2]}{opts[k]}{nums[3]}")
                        return
    print("NONE")
    return

while True:
    try:
        cards = input().split()
        cal24(cards)
    except:
        break

算法及复杂度

算法分析

  1. 预处理:

    • 建立牌面到数值的映射关系
    • 定义四则运算函数
  2. 求解过程:

    • 生成4个数的全排列
    • 对每个排列尝试所有运算符组合
    • 按照从左到右的顺序计算结果

复杂度分析

  • 时间复杂度: O ( 4 ! ∗ 4 3 ) \mathcal{O}(4! * 4^3) O(4!43)
    • 4!种数字排列
    • 每个位置4种运算符选择
  • 空间复杂度: O ( 1 ) \mathcal{O}(1) O(1) - 只需要常量额外空间
<think>好的,我现在需要帮助用户解决华为OD中的射击比赛成绩统计问题。用户已经提供了三个引用,我需要结合这些信息来构建回答。首先,我得理解题目要求。 题目要求统计每个选手的最高三次成绩总和,并按照总和从高到低排序。如果总和相同,则按选手ID从大到小排列。这听起来像是一个排序和数据处理的问题。我需要考虑如何高效地处理输入数据,计算每个选手的最高三次成绩,然后进行排序。 接下来,我需要确定输入输出的格式。根据引用中的描述,输入可能是选手ID和对应的成绩,可能以列表或数组的形式给出。例如,输入可能是一个二维数组,每个元素包含选手ID和成绩。我需要将这些数据按ID分组,然后对每个ID的成绩进行排序,取前三名的总和。 然后,算法步骤大致分为三步:数据分组、计算总分、排序。数据分组可以使用哈希表或字典,将同一ID的成绩收集到一起。计算每个ID的总分时,需要对成绩进行降序排序,取前三个求和。排序阶段需要先按总分降序,总分相同则按ID降序。 接下来要考虑的是编程实现。不同的语言有不同的实现方式,比如Python可以用字典来分组,用sorted函数处理排序。需要确保代码的效率,尤其是在处理大规模数据时,哈希表的操作时间复杂度较低,应该是可行的。 可能遇到的难是处理ID和成绩的对应关系,以及如何高效地进行排序。此外,要注意边界情况,比如某个选手的成绩少于三个时如何处理,是否需要补零还是直接取所有成绩的总和。根据题目描述,应该是取最高三次,如果不足三次则全部取用。 然后,我需要参考提供的引用内容,特别是引用[1]中提到的多语言实现,可能需要提到不同语言的解决方案,但用户主要关注编程实现和算法,所以可能需要给出一个通用的算法步骤,然后以Python为例展示代码。 另外,用户可能关心时间复杂度和优化方法。分组的时间复杂度是O(n),计算每个ID的总分是O(m log m)其中m是每个选手的成绩数量,排序是O(k log k)其中k是选手的数量。总体复杂度应该是可以接受的。 最后,我需要确保回答结构清晰,步骤明确,代码正确,并且符合用户的要求,如使用中文,数学公式用$...$,独立公式用$$...$$。同时生成相关问题,如性能优化、不同语言实现、处理其他条件等。</think>### 华为OD射击比赛成绩统计问题解析 该问题要求根据选手ID统计最高三次成绩的总和,并按总分降序、ID降序排列。以下是解决方案的详细步骤: #### 一、算法核心步骤 1. **数据分组** 使用哈希表将相同ID的成绩归组,时间复杂度$O(n)$ 2. **分数计算** 对每个ID的成绩排序后取前三求和: $$ \text{总分} = \sum_{i=0}^{2} \text{sorted\_scores}[i] $$ 时间复杂度$O(m \log m)$,其中$m$为单个选手成绩数量 3. **结果排序** 按总分降序→ID降序双关键字排序,时间复杂度$O(k \log k)$,$k$为选手数量 #### 二、Python代码实现 ```python def calculate_scores(data): # 数据分组 score_dict = {} for pid, score in data: if pid not in score_dict: score_dict[pid] = [] score_dict[pid].append(score) # 计算总分 result = [] for pid in score_dict: sorted_scores = sorted(score_dict[pid], reverse=True) total = sum(sorted_scores[:3]) result.append((pid, total)) # 双关键字排序 result.sort(key=lambda x: (-x[1], -x[0])) return result #
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