📜  给定数组中具有相同比率的对数(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:11:40.277000             🧑  作者: Mango

给定数组中具有相同比率的对数

在给定数组中,如果两个元素之间的比率等于另外两个元素之间的比率,那么这两个元素就是具有相同比率的对数。

由于比率可以写成分数形式,因此我们可以用最简分数来表示每个比率。例如,比率 2:8 可以简化为 1:4。

假设给定的数组为 arr,数组长度为 n,那么判断具有相同比率的对数的程序如下:

from collections import defaultdict

def gcd(a, b):
    if a % b == 0:
        return b
    return gcd(b, a % b)

def get_ratio(a, b):
    if a == 0 and b == 0:
        return (0, 0)
    if a == 0:
        return (0, 1)
    if b == 0:
        return (1, 0)
    sign = (a > 0 and b > 0) or (a < 0 and b < 0)
    x, y = abs(a), abs(b)
    d = gcd(x, y)
    if d > 1:
        x //= d
        y //= d
    return (x if sign else -x, y)

def get_ratio_pairs(arr):
    ratio_pairs = defaultdict(int)
    for i in range(n):
        for j in range(i+1, n):
            r = get_ratio(arr[j] - arr[i], j - i)
            ratio_pairs[r] += 1
    return ratio_pairs

def count_same_ratio_pairs(arr):
    ratio_pairs = get_ratio_pairs(arr)
    n_pairs = 0
    for r in ratio_pairs.values():
        n_pairs += r * (r-1) // 2
    return n_pairs
函数说明
  • gcd(a, b):求两个数的最大公约数。
  • get_ratio(a, b):根据两个数的差和差的距离求最简分数。返回一个二元组 (numerator, denominator),其中 numerator 表示分子,denominator 表示分母。
  • get_ratio_pairs(arr):求出给定数组中所有具有相同比率的对数。返回一个字典,其中键为最简分数的二元组,值为元素对数。
  • count_same_ratio_pairs(arr):计算给定数组中具有相同比率的对数。
复杂度分析
  • 时间复杂度:$O(n^2\log n)$
  • 空间复杂度:$O(n^2)$
参考文献