不包含指定前缀的 N 位数的个数


本问题旨在确定长度为 N 的字符串的总数,这些字符串包含字符“0”到“9”,给定一个整数 N 和一个字符串前缀数组 pre[],这样任何字符串都不能包含所提供的前缀。本文旨在实现一个程序来查找不包含给定前缀的 N 位数的个数。

在 C 语言中,各种字符串的集合被称为数组,因为数组是相似类型数据的线性分组。

众所周知,字符串是一个字符一个字符的,一维数组,以空字符或 null 字符结尾。

示例 1

让我们输入 N = 2,

The given prefix, pre = {“1”}
Output obtained: 90

解释

这里所有两位数字符串,除了 {"01","10",“11”, “12”, “13", “14”, “15”, “16”, “17”, “18”, “19”, "21", "31", "41", "51", "61", "71", "81", "91"} 都是有效的。

示例 2

让我们输入 N = 3,

The given prefix, pre = {“56”}
Output obtained: 990

解释

这里所有三位数字符串,除了 {"560", "561", “562”, “563", “564”, “565”, “566”, “567”, “568”, “569”} 都是有效的。

示例 3

让我们输入 N = 1,

The given prefix, pre = {“6”}
Output obtained: 9

解释

这里所有一位数字符串,除了 {"6"} 都是有效的。

问题陈述

实现一个程序来查找不包含给定前缀的 N 位数的个数。

方法

为了找到不包含给定前缀的 N 位数的个数,我们使用以下方法。

解决这个问题并找到不包含给定前缀的 N 位数个数的方法

鉴于字符串中每个位置都有 10 个字符选项,因此共有 (10N) 个潜在字符串。与其计算所需字符串的总数,不如减去不需要的字符串的总数。在遍历前缀之前,将初始字符相同的较长前缀合并,可能会消除某些重复。

算法

下面给出了查找不包含给定前缀的 N 位数个数的算法

  • 步骤 1 − 开始

  • 步骤 2 − 定义函数以计算长度为 N 的字符串总数,不包含给定前缀

  • 步骤 3 − 计算存在的字符串总数

  • 步骤 4 − 分别创建数组和计数器 a 和 aCount,并将这些具有相同的前缀插入其中

  • 步骤 5 − 创建一个新的前缀字符串数组

  • 步骤 6 − 迭代每个起始字符

  • 步骤 7 − 迭代数组以计算最小大小的前缀

  • 步骤 8 − 现在将所有这些最小前缀放入新的前缀数组中

  • 步骤 9 − 迭代新的前缀

  • 步骤 10 − 减去不需要的字符串

  • 步骤 11 − 打印获得的结果

  • 步骤 12 − 停止

示例:C 程序

这是上面编写的算法的 C 语言程序实现,用于查找不包含给定前缀的 N 位数的个数。

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <string.h>
#define MAX_LENGTH 10

// Function to calculate total strings of length N without the given prefixes
int totalStrings(int N, char pre[][MAX_LENGTH], int pre_Count){

   // Calculate total strings present
   int total = (int)(pow(10, N) + 0.5);
   
   // Make an array and counter a and aCount respectively and insert these prefixes with same character in the array
   char a[10][MAX_LENGTH];
   int aCount[10] = {0};
   for (int i = 0; i < pre_Count; i++)    {
      int index = pre[i][0] - '0';
      strcpy(a[index] + aCount[index] * MAX_LENGTH, pre[i]);
      aCount[index]++;
   }
   
   // Make a new array of prefixes strings
   char new_pre[pre_Count][MAX_LENGTH];
   int new_pre_count = 0;
   
   // Iterating for  each of the starting //character
   for (int x = 0; x < 10; x++){
      int m = N;
      
      // Iterate over the array to calculate minimum size prefix
      for (int j = 0; j < aCount[x]; j++){
         int p_length = strlen(a[x] + j * MAX_LENGTH);
         m = (m < p_length) ? m : p_length;
      }
      
      // now take all these minimum prefixes in the new array of prefixes
      for (int j = 0; j < aCount[x]; j++){
         int p_length = strlen(a[x] + j * MAX_LENGTH);
         if (p_length <= m){
            strcpy(new_pre[new_pre_count], a[x] + j * MAX_LENGTH);
            new_pre_count++;
         }
      }
   }
   
   // Iterating through the new prefixes
   for (int i = 0; i < new_pre_count; i++){
   
      // Subtract the unwanted strings
      total -= (int)(pow(10, N - strlen(new_pre[i])) + 0.5);
   }
   return total;
}

// The main function
int main(){
   int N = 5;
   char pre[][MAX_LENGTH] = {"1", "0", "2"};
   int pre_Count = sizeof(pre) / sizeof(pre[0]);
   printf("%d\n", totalStrings(N, pre, pre_Count));
   return 0;
}

输出

70000

结论

同样,我们可以找到不包含给定前缀的 N 位数的个数。

本文解决了获取查找不包含给定前缀的 N 位数个数的程序的挑战。

这里提供了 C 语言代码以及查找不包含给定前缀的 N 位数个数的算法。

更新于:2023年7月28日

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