數字的排列,其與原數字的和等於另一個給定數字


在本文中,我們將深入探討一個涉及數字和排列的有趣問題:“數字的排列,其與原數字的和等於另一個給定數字”。這個問題為數論和組合學提供了一個獨特的交叉點,使其成為一個引人入勝的挑戰。

為了澄清,給定一個原數字和一個目標數字,我們需要找到原數字的一個排列,使得當我們將原數字及其排列相加時,得到目標數字。

理解問題

從本質上講,這個問題結合了數字排列、求和和相等性檢查的概念。挑戰在於找到滿足所提供條件的正確排列(或數字的重新排列)。

演算法解釋

解決此問題的演算法如下:

  • 計算原數字和目標數字中每個數字的頻率。

  • 比較頻率。如果它們匹配,則表示存在有效的排列。如果它們不匹配,則不存在有效的排列。

示例

以下是採用上述演算法的解決方案:

#include <stdio.h>
int isPermutation(int original, int target) {
   int countOriginal[10] = {0};
   int countTarget[10] = {0};

   while (original > 0) {
      countOriginal[original % 10]++;
      original /= 10;
   }

   while (target > 0) {
      countTarget[target % 10]++;
      target /= 10;
   }

   for (int i = 0; i < 10; i++) {
      if (countOriginal[i] != countTarget[i]) {
         return 0;
      }
   }
   return 1;
}
int main() {
   int original = 1234;
   int target = 2468;

   if (isPermutation(original, target - original)) {
      printf("Yes, there is a permutation of the original number that satisfies the condition.\n");
   } else {
      printf("No, there is no permutation of the original number that satisfies the condition.\n");
   }
   return 0;
}

輸出

Yes, there is a permutation of the original number that satisfies the condition.
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

bool isPermutation(int original, int target) {
   vector<int> countOriginal(10, 0), countTarget(10, 0);
   
   while (original > 0) {
      countOriginal[original % 10]++;
      original /= 10;
   }
   
   while (target > 0) {
      countTarget[target % 10]++;
      target /= 10;
   }
   
   for (int i = 0; i < 10; i++) {
      if (countOriginal[i] != countTarget[i]) {
         return false;
      }
   }
   
   return true;
}
int main() {
   int original = 1234;
   int target = 2468;
   
   if (isPermutation(original, target - original)) {
      cout << "Yes, there is a permutation of the original number that satisfies the condition." << endl;
   } else {
      cout << "No, there is no permutation of the original number that satisfies the condition." << endl;
   }
   return 0;
}

輸出

Yes, there is a permutation of the original number that satisfies the condition.
public class Main {
   static boolean isPermutation(int original, int target) {
      int[] countOriginal = new int[10];
      int[] countTarget = new int[10];

      while (original > 0) {
         countOriginal[original % 10]++;
         original /= 10;
      }

      while (target > 0) {
         countTarget[target % 10]++;
         target /= 10;
      }

      for (int i = 0; i < 10; i++) {
         if (countOriginal[i] != countTarget[i]) {
            return false;
         }
      }

      return true;
   }

   public static void main(String[] args) {
      int original = 1234;
      int target = 2468;

      if (isPermutation(original, target - original)) {
         System.out.println("Yes, there is a permutation of the original number that satisfies the condition.");
      } else {
         System.out.println("No, there is no permutation of the original number that satisfies the condition.");
      }
   }
}

輸出

Yes, there is a permutation of the original number that satisfies the condition.
def is_permutation(original, target):
   count_original = [0] * 10
   count_target = [0] * 10

   while original > 0:
      count_original[original % 10] += 1
      original //= 10

   while target > 0:
      count_target[target % 10] += 1
      target //= 10

   return count_original == count_target

original = 1234
target = 2468

if is_permutation(original, target - original):
   print("Yes, there is a permutation of the original number that satisfies the condition.")
else:
   print("No, there is no permutation of the original number that satisfies the condition.")

輸出

Yes, there is a permutation of the original number that satisfies the condition.

在 isPermutation 函式中,我們首先初始化兩個向量 countOriginal 和 countTarget,分別用於計算原數字和目標數字中數字的頻率。然後,我們迭代原數字和目標數字中的每個數字,並遞增相應的計數。最後,我們比較計數。如果它們匹配,則返回 true;否則,返回 false。

主函式設定原數字和目標數字,並檢查是否存在滿足條件的原數字的有效排列。

測試用例示例

讓我們將原數字設為 1234,目標數字設為 2468。目標數字與原數字的差為 1234。因此,我們需要檢查是否存在 1234 的排列等於 1234 本身。顯而易見,原數字是其自身的排列,因此輸出將為“是的,存在滿足條件的原數字的排列”。

時間和空間複雜度

此演算法的時間複雜度為 O(n),其中 n 是給定數字中的數字個數。這是因為我們正在迭代原數字和目標數字中的每個數字。

空間複雜度為 O(1),因為向量 countOriginal 和 countTarget 的大小是恆定的 (10),與輸入大小無關。

結論

在本文中,我們探索了一個有趣的問題,它融合了排列、加法和數字相等性的概念。我們實現了利用原數字和目標數字中數字頻率的解決方案。

這個問題提供了一個獨特的挑戰,並提供了一個練習解決問題能力的好方法,尤其是在數論和組合學方面。

更新於: 2023年10月27日

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