PTA 7-10 修理牧场 (25 分)

本文介绍了一个有趣的编程挑战:农夫修理牧场的栅栏问题。通过使用Huffman树和优先队列算法,文章详细解释了如何计算将长木头锯成指定长度的木块所需的最小成本。这不仅是一个关于数据结构和算法优化的好例子,还展示了如何在实际问题中应用这些概念。

PTA 7-10 修理牧场 (25 分)

农夫要修理牧场的一段栅栏,他测量了栅栏,发现需要N块木头,每块木头长度为整数L
个长度单位,于是他购买了一条很长的、能锯成N块的木头,即该木头的长度是L​的总和。

但是农夫自己没有锯子,请人锯木的酬金跟这段木头的长度成正比。为简单起见,不妨就设酬金等于所锯木头的长度。例如,要将长度为20的木头锯成长度为8、7和5的三段,第一次锯木头花费20,将木头锯成12和8;第二次锯木头花费12,将长度为12的木头锯成7和5,总花费为32。如果第一次将木头锯成15和5,则第二次锯木头花费15,总花费为35(大于32)。

请编写程序帮助农夫计算将木头锯成N块的最少花费。

得到一段木头所据的次数乘以木头的长度就是得到该木头所花的总花费,题目要求整体的花费最小,因此用建立Huffman树的方法,并利用优先队列简化求解过程

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main()
{
    priority_queue<int,vector<int>,greater<int> > Q;
    int n,num,sum=0;
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        cin>>num;
        Q.push(num);
    }
    while(Q.size()>=2)
    {
        int t=0;
        t+=Q.top();
        Q.pop();
        t+=Q.top();
        Q.pop();
        Q.push(t);
        sum+=t;
    }
    cout<<sum<<endl;
    return 0;
}

PTA 7 - 10 题要求在一行中输出该树的层序遍历的序列,数字间以 1 个空格隔,行首尾不得有多余空格。其总体思路是由中序和后序确定一棵二叉树:后序遍历的最后一定是该树或子树的根,中序遍历根的左右左子树和右子树,所以可以通过后序遍历找到根的值,然后再到中序序列里找到根的位置再将该树为左子树与右子树,然后不断递归即可通过中序和后序重塑一棵树 [^3]。 以下是一个可能的代码实现思路(用 Python 示例): ```python class TreeNode: def __init__(self, val=0, left=None, right=None): self.val = val self.left = left self.right = right def buildTree(inorder, postorder): if not inorder or not postorder: return None # 后序遍历的最后一个元素是根节点 root_val = postorder[-1] root = TreeNode(root_val) # 在中序遍历中找到根节点的位置 inorder_index = inorder.index(root_val) # 递归构建左子树和右子树 root.left = buildTree(inorder[:inorder_index], postorder[:inorder_index]) root.right = buildTree(inorder[inorder_index + 1:], postorder[inorder_index:-1]) return root def levelOrderTraversal(root): if not root: return [] result = [] queue = [root] while queue: node = queue.pop(0) result.append(node.val) if node.left: queue.append(node.left) if node.right: queue.append(node.right) return result # 读取输入 n = int(input()) inorder = list(map(int, input().split())) postorder = list(map(int, input().split())) # 构建二叉树 root = buildTree(inorder, postorder) # 进行层序遍历 level_order_result = levelOrderTraversal(root) # 输出结果 print(" ".join(map(str, level_order_result))) ```
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