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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:27:08.191000             🧑  作者: Mango

生成一个具有相等计数和奇偶校验元素的数组

当我们需要生成一个长度为N的数组,并且数组中的元素计数和奇偶校验元素的总和相等时,可以按照以下步骤来实现:

步骤一:计算奇偶校验元素个数

我们知道,偶数个数的和为偶数,奇数个数的和为奇数。所以,我们可以通过以下步骤来确定奇偶校验元素的个数:

  1. 计算数组的长度为N的一半,即 N/2
  2. 如果 N/2 是偶数,那么奇偶校验元素的个数为 N/2,其中偶数个数的和等于奇数个数的和。
  3. 如果 N/2 是奇数,那么奇偶校验元素的个数为 N/2 + 1N/2 - 1。其中,如果我们选择 N/2 + 1 个奇数,那么偶数个数的和会比奇数个数的和多1。如果我们选择 N/2 - 1 个奇数,那么偶数个数的和会比奇数个数的和少1。
步骤二:生成奇偶校验元素

根据上一步得到的奇偶校验元素个数,我们可以生成对应个数的奇数和偶数元素。我们可以按照以下步骤来生成奇偶校验元素:

  1. 随机生成一个偶数x,x的范围为 [2, N-2]
  2. 计算偶数元素的个数,即 N/2 - 1N/2 + 1,根据上一步的计算结果确定。
  3. 随机生成 N/2 - 1N/2 + 1 个偶数,存放到数组中。
  4. 随机生成 N/2 个奇数,存放到数组中。
  5. 把第一个偶数x加到数组中的随机位置,这个随机位置不可以是数组中的第一个或最后一个位置,确保不会成为奇偶校验元素。
步骤三:填充剩余元素

剩余的元素可以随机生成,但需要满足以下条件:

  1. 剩余元素的个数为 N - N/2 - N/2 - 1,即数组长度减去奇偶校验元素的个数(-1是因为填充的位置已经被占用了)。
  2. 剩余元素的和必须等于奇偶校验元素的和。

具体实现可以按照以下步骤:

  1. 计算奇偶校验元素的和s。
  2. 计算剩余元素的和t,即 t = s - x,其中x是随机生成的偶数。
  3. 随机生成 N - N/2 - N/2 - 1 个元素,并逐个填充到数组中。
  4. 在填充元素的过程中,记录已经填充元素的和sum,如果当前正在填充的元素加上sum等于t,则继续填充下一个元素,否则一直填充直到sum与t相等。

最终生成的数组即满足要求。

代码实现

以下给出Java语言的实现,返回一个长度为N的整数数组:

public static int[] generateArray(int N) {
    int[] arr = new int[N];
    
    //步骤一:计算奇偶校验元素个数
    int count = N / 2;
    int evenCount, oddCount;
    if (count % 2 == 0) {
        evenCount = oddCount = count;
    } else {
        evenCount = count + 1;
        oddCount = count - 1;
    }
    
    //步骤二:生成奇偶校验元素
    Random random = new Random();
    int x = random.nextInt(N/2-1)*2+2;
    int[] evenArr = new int[evenCount];
    for (int i = 0; i < evenCount; i++) {
        evenArr[i] = random.nextInt(N/2-1)*2+2;
        arr[i] = random.nextInt(N-1)*2+1;
    }
    int index = random.nextInt(N-2) + 1;
    while (index == N/2 || index == N/2-1) {
        index = random.nextInt(N-2) + 1;
    }
    arr[index] = x;
    int[] oddArr = new int[oddCount];
    for (int i = 0; i < oddCount; i++) {
        oddArr[i] = random.nextInt(N-1)*2+1;
    }

    //步骤三:填充剩余元素
    int s = x + Arrays.stream(evenArr).sum() + Arrays.stream(oddArr).sum();
    int t = s - x;
    int sum = 0;
    int i = evenCount + 1;
    while (i < N) {
        int num = random.nextInt(N-1)*2+1;
        arr[i++] = num;
        sum += num;
        if (sum == t) {
            break;
        }
    }
    while (i < N) {
        arr[i++] = random.nextInt(N-1)*2+1;
    }
    
    return arr;
}
总结

通过以上步骤,我们可以生成一个长度为N的数组,并且满足数组中的元素计数和奇偶校验元素的总和相等的要求。这种算法并不是很高效,因为需要进行大量的随机生成操作,同时还需要遍历整个数组来计算元素的和。但是,这种算法是比较简单易懂的,并且可以保证随机生成的数组符合要求。