数字的排列,其与原数字的和等于另一个给定数字


在本文中,我们将深入探讨一个涉及数字和排列的有趣问题:“数字的排列,其与原数字的和等于另一个给定数字”。这个问题为数论和组合学提供了一个独特的交叉点,使其成为一个引人入胜的挑战。

为了澄清,给定一个原数字和一个目标数字,我们需要找到原数字的一个排列,使得当我们将原数字及其排列相加时,得到目标数字。

理解问题

从本质上讲,这个问题结合了数字排列、求和和相等性检查的概念。挑战在于找到满足所提供条件的正确排列(或数字的重新排列)。

算法解释

解决此问题的算法如下:

  • 计算原数字和目标数字中每个数字的频率。

  • 比较频率。如果它们匹配,则表示存在有效的排列。如果它们不匹配,则不存在有效的排列。

示例

以下是采用上述算法的解决方案:

#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;
}

输出

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;
}

输出

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.");
      }
   }
}

输出

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.")

输出

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

在 isPermutation 函数中,我们首先初始化两个向量 countOriginal 和 countTarget,分别用于计算原数字和目标数字中数字的频率。然后,我们迭代原数字和目标数字中的每个数字,并递增相应的计数。最后,我们比较计数。如果它们匹配,则返回 true;否则,返回 false。

主函数设置原数字和目标数字,并检查是否存在满足条件的原数字的有效排列。

测试用例示例

让我们将原数字设为 1234,目标数字设为 2468。目标数字与原数字的差为 1234。因此,我们需要检查是否存在 1234 的排列等于 1234 本身。显而易见,原数字是其自身的排列,因此输出将为“是的,存在满足条件的原数字的排列”。

时间和空间复杂度

此算法的时间复杂度为 O(n),其中 n 是给定数字中的数字个数。这是因为我们正在迭代原数字和目标数字中的每个数字。

空间复杂度为 O(1),因为向量 countOriginal 和 countTarget 的大小是恒定的 (10),与输入大小无关。

结论

在本文中,我们探索了一个有趣的问题,它融合了排列、加法和数字相等性的概念。我们实现了利用原数字和目标数字中数字频率的解决方案。

这个问题提供了一个独特的挑战,并提供了一个练习解决问题能力的好方法,尤其是在数论和组合学方面。

更新于: 2023年10月27日

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