三和的范围内的总和(1,2)

时间:2013-10-24 05:16:00

标签: arrays algorithm math time-complexity space-complexity

  

在数组中给出n个正实数,找出是否存在三元组   在这个集合中,三元组的总和在(1, 2)的范围内。在线性时间和恒定空间中进行。

     
      
  • 数组未订购。
  •   
  • 数字为正
  •   
  • 数字实数
  •   

非常感谢任何帮助。感谢。

9 个答案:

答案 0 :(得分:30)

诀窍是找出一种方法来对可能的解决方案进行分类,并为每种解决方案提出线性时间恒定空间解决方案。

考虑三个范围X = (0,2/3), Y = [2/3,1], Z = (1,2)。最多一个值可以来自Z(如果两个值来自Z,则总和将超过1+1=2)。同样,至少有一个值必须来自X。假设有3个值a <= b <= c,那么1 <= a+b+c <= 2。然后,考虑哪些可能的解决方案是可行的:

A) `a \in X, b \in X, C \in X` 
B) `a \in X, b \in X, C \in Y` 
C) `a \in X, b \in X, C \in Z` 
D) `a \in X, b \in Y, C \in Y` 
E) `a \in X, b \in Y, C \in Z` 

那么我们如何测试每个案例?

案例A非常容易测试:总和保证低于2,所以我们只需要测试最大的总和(X中最大的3个元素)超过1。

案例C非常容易测试:因为总和保证在1以上,我们只需要检查总和是否低于2.所以为了做到这一点,我们只需要测试最小的2个值X和Z中的最小值

案例D和E类似于C(因为总和必须至少为4/3> 1,请在每个类中选择最小的可能值。)

案例B是唯一棘手的案例。 0 < a+b < 4/32/3 <= c <= 1。为了处理案例B,我们考虑这些区间:X1 =(0,1 / 2),X2 = [1/2 2/3),Y = [2 / 3,1]。

这导致以下三个有效案例:

B1。 a中的a,x2中的b,y中的c

B2。 a中的a,X1中的b,y中的c

B3。 a在X2中,b在X2中,c在Y中

案例B1&amp; B3:三个数字之和总是大于1,所以我们取最小值并检查它是否小于2。

案例B2:三个数字之和总是小于2,所以我们取最大值并检查是否大于1。

总而言之,测试是:

  • |X| >= 3Xmax(1) + Xmax(2) + Xmax(3) >= 1
  • |X| >= 2|Z| >= 1Xmin(1)+Xmin(2)+Zmin(1) <= 2
  • |X| >= 1|Y| >= 2Xmin(1)+Ymin(1)+Ymin(2) <= 2
  • |X| >= 1|Y| >= 1|Z| >= 1Xmin(1)+Ymin(1)+Zmin(1) <= 2
  • |X| >= 2|Y| >= 1Xmax(1) + Xmax(2) + Ymin(1) < 2
  • |X| >= 2|Y| >= 1Xmin(1) + Xmin(2) + Ymax(1) > 1

每个测试都可以在线性时间和恒定空间中执行(您只需找到Xmax(1), Xmax(2), Xmax(3), Xmin(1), Xmin(2), Ymin(1), Ymin(2), Ymax(1), Zmin(1),即使数据未排序,所有这些都可以在一次通过中找到)

答案 1 :(得分:2)

询问的问题与this InterviewBit 问题类似。我对下面提到的解决方案进行了一些更改,以完全符合您的要求。


有三个条件:

  • 首先,如果总和在1到2之间。
  • 第二,如果总和大于2,则三个元素中的较大元素将替换为下一个元素,并重复该过程。
  • 第三,如果总和小于1,则将三个元素中较小的一个替换为下一个元素,并重复相同的过程。

int Solution::solve(vector<float> &A) {
    if(A.size()<3) return 0;

    float a = A[0];
    float b = A[1];
    float c = A[2];

    for(int i=3;i<A.size();++i){
        if(a+b+c>1 && a+b+c<2)
            return 1;

        float temp = A[i];

        if(a+b+c>=2){
            if(a>b && a>c)
                a = temp;
            else if(b>c && b>a)
                b = temp;
            else
                c = temp;
        }
        else{
            if(a<b && a<c)
                a = temp;
            else if(b<c && b<a)
                b = temp;
            else
                c = temp;
        }
    }

    if(a+b+c>1 && a+b+c<2) return 1;

    return 0;
}


使用两个指针技术也可以解决相同的问题。首先,我们必须对数组进行排序。但是,它的复杂性将超过O(logn)。

int Solution::solve(vector<float> &A) {
    int n = A.size();

    if(n<3) return 0;
    sort(A.begin(), A.end());

    int l = 0, r = n-1;

    while(l<r-1){
        float s = A[l]+A[l+1]+A[r];
        if(s>=2)
            r = r-1;
        else if(s<1)
            l = l+1;
        else return 1;
    }
    return 0;
}

答案 2 :(得分:0)

因此,您有一个长度为n的双数据类型数组。初始化三个变量a,b和c作为array的前3个值。现在,从i = 3迭代到n并检查以下内容:1)检查sum是否落入(1,2),如果确实则返回true。 2)如果不是,则检查sum是否大于2,如果是,则将MAX(a,b,c)替换为当前元素arr [i]。 3)否则总和必须小于1然后将MIN(a,b,c)替换为当前元素arr [i]。最后在循环结束后再次检查最后三元组,如果总和落入(1,2)那么返回true,否则返回false。

enter code here
double a=arr[0], b=arr[1], c=arr[2];
for(int i=3 ; i<n ; i++){
    // check if sum fall in (1, 2)
    if(a+b+c > 1 && a+b+c < 2){
        return 1;
    }
    // if not, then check is sum greater than 2
    // if so, then replece MAX(a,b,c) to new number
    else if(a+b+c > 2){
        if(a>b && a>c){
            a = arr[i];
        }
        else if(b>a && b>c){
            b = arr[i];
        }
        else if(c>a && c>b){
            c = arr[i];
        }
    }
    // else then sum must be less than 1
    // then replace MIN(a,b,c) to new number
    else{
        if(a<b && a<c){
            a = arr[i];
        }
        else if(b<a && b<c){
            b = arr[i];
        }
        else if(c<a && c<b){
            c = arr[i];
        }
    }
}
// check for last a, b, c  triplet
if(a+b+c > 1 && a+b+c < 2){
    return 1;
}
else{
    return 0;
}

答案 3 :(得分:0)

基于@Soul Ec的想法,这是我想到的代码。效果很好。

vector<double> x;
vector<double> y;
vector<double> z;

double d = (double)2/3;

for(i = 0 ; i < arr.size() ; i++){
    if(arr[i] >= 0 && arr[i] < d)       x.push_back(arr[i]);
    else if(arr[i] >= d && arr[i] <= 1) y.push_back(arr[i]);
    else                                z.push_back(arr[i]);
}

sort(x.begin(), x.end());
sort(y.begin(), y.end());
sort(z.begin(), z.end());

int xsz = x.size();
int ysz = y.size();
int zsz = z.size();

if(xsz >= 3 && x[xsz-1] + x[xsz-2] + x[xsz-3] >= 1.0) return 1;
if(xsz >= 2 && zsz >= 1 && x[0] + x[1] + z[0] <= 2.0) return 1;
if(xsz >= 1 && ysz >= 2 && x[0] + y[0] + y[1] <= (double)2.0) return 1;
if(xsz >= 1 && ysz >= 1 && zsz >= 1 && x[0] + y[0] + z[0] <= 2.0) return 1;
if(xsz >= 2 && ysz >= 1){
    if(x[xsz-1] + x[xsz-2] + y[0] < 2.0 && x[xsz-1] + x[xsz-2] + y[0] > 1.0) return 1;
    if(x[0] + x[1] + y[ysz-1] > 1.0 && x[0] + x[1] + y[ysz-1] < 2.0) return 1;
}

答案 4 :(得分:0)

@soul Ec给出的解决方案的Java代码。

我们需要修改案例B。 假设我们的数字是a + b + c

there are three ranges 
    x1        x2           y  
 (0,1/2)   (1/2,2/3)    (2/3,1) 
we have 4 possibilities
1.   x1 + x1 +y
2.   x2 + x2 +y
3.   x1 + x2 +y
4    x2 + x1 +y

在此情况3和4相同,因为它们的总和相同。所以我们只有3种情况。

1.  x1 + x1 + y it is always <2         ( do x1max+x1max+ymax <2 to verify)
so we have to check if x1max(1)+x1max(2)+ymax(1) > 1
2. x2 + x2 + y it is always >1          ( do x2min+x2min+ymin >1 to verify)
so we have to check if x2min(1)+x2min(2)+ymin(1) <=2
3. x1 + x2 + y it is always >1           (do x1min+x2min+ymin >1 to verify)
so we have to check if x1min(1)+x2min(1)+ymin(1)<=2 
   public static int solve(ArrayList<String> A) {

      double d[]= new double[A.size()];
      for(int i=0;i<A.size();i++) {
          d[i]= Double.parseDouble(A.get(i));
      }


       double range1 = 0;
       double range2 = (double) 2/3;
       double range3 = 1;
       double range4 = 2;

       double range02 =(double) 1/2;

       // min and max in range (0,2/3)
       double min1= Double.MAX_VALUE;
       double min2=Double.MAX_VALUE;
       double min3=Double.MAX_VALUE;

       double max1= Double.MIN_VALUE;
       double max2=Double.MIN_VALUE;
       double max3=Double.MIN_VALUE;

       // min and max in range (2/3,1)
       double miny1= Double.MAX_VALUE;
       double miny2=Double.MAX_VALUE;
       double miny3=Double.MAX_VALUE;


       double maxy1= Double.MIN_VALUE;
       double maxy2=Double.MIN_VALUE;
       double maxy3=Double.MIN_VALUE;

       // min and max in range (1,2)
       double minz1= Double.MAX_VALUE;
       double minz2=Double.MAX_VALUE;
       double minz3=Double.MAX_VALUE;

       double maxz1= Double.MIN_VALUE;
       double maxz2=Double.MIN_VALUE;
       double maxz3=Double.MIN_VALUE;

        // min and max in range (0,1/2)
       double minxx1= Double.MAX_VALUE;
       double minxx2=Double.MAX_VALUE;
       double minxx3=Double.MAX_VALUE;

       double maxx1= Double.MIN_VALUE;
       double maxx2=Double.MIN_VALUE;
       double maxx3=Double.MIN_VALUE;

       // min and max in range (1/2,2/3)
       double minyy1= Double.MAX_VALUE;
       double minyy2=Double.MAX_VALUE;
       double minyy3=Double.MAX_VALUE;

       double maxyy1= Double.MIN_VALUE;
       double maxyy2=Double.MIN_VALUE;
       double maxyy3=Double.MIN_VALUE;




    for (int i = 0; i < d.length; i++) {
        if (d[i] >= range1 && d[i] < range02) {
            if (d[i] < minxx3) {
                minxx1=minxx2;
                minxx2=minxx3;
                minxx3 = d[i];


            } else if (d[i] > minxx3 && d[i] < minxx2) {
                minxx1=minxx2;
                minxx2 = d[i];

            } else if (d[i] > minxx3 && d[i] > minxx2 && d[i] < minxx1) {
                minxx1 = d[i];
            }

            if (d[i] > maxx3) {
                maxx1=maxx2;
                maxx2=maxx3;
                maxx3 = d[i];
            } else if (d[i] < maxx3 && d[i] > maxx2) {
                maxx1=maxx2;
                maxx2 = d[i];
            } else if (d[i] < maxx3 && d[i] < maxx2 && d[i] > maxx1) {
                maxx1 = d[i];
            }


        }

        if (d[i] >= range02 && d[i] < range2) {
            if (d[i] < minyy3) {
                minyy1=minyy2;
                minyy2=minyy3;
                minyy3 = d[i];


            } else if (d[i] > minyy3 && d[i] < minyy2) {
                minyy1=minyy2;
                minyy2 = d[i];

            } else if (d[i] > minyy3 && d[i] > minyy2 && d[i] < minyy1) {
                minyy1 = d[i];
            }

            if (d[i] > maxyy3) {
                maxyy1=maxyy2;
                maxyy2=maxyy3;
                maxyy3 = d[i];
            } else if (d[i] < maxyy3 && d[i] > maxyy2) {
                maxyy1=maxyy2;
                maxyy2 = d[i];
            } else if (d[i] < maxyy3 && d[i] < maxyy2 && d[i] > maxyy1) {
                maxyy1 = d[i];
            }


        }


        if (d[i] >= range1 && d[i] < range2) {
            if (d[i] < min3) {
                min1=min2;
                min2=min3;
                min3 = d[i];


            } else if (d[i] > min3 && d[i] < min2) {
                min1=min2;
                min2 = d[i];

            } else if (d[i] > min3 && d[i] > min2 && d[i] < min1) {
                min1 = d[i];
            }

            if (d[i] > max3) {
                max1=max2;
                max2=max3;
                max3 = d[i];
            } else if (d[i] < max3 && d[i] > max2) {
                max1=max2;
                max2 = d[i];
            } else if (d[i] < max3 && d[i] < max2 && d[i] > max1) {
                max1 = d[i];
            }


        }

        if (d[i] >= range2 && d[i] < range3) {
            if (d[i] < miny3) {
                miny1=miny2;
                miny2=miny3;
                miny3 = d[i];


            } else if (d[i] > miny3 && d[i] < miny2) {
                miny1=miny2;
                miny2 = d[i];

            } else if (d[i] > miny3 && d[i] > miny2 && d[i] < miny1) {
                miny1 = d[i];
            }

            if (d[i] > maxy3) {
                maxy1=maxy2;
                maxy2=maxy3;
                maxy3 = d[i];
            } else if (d[i] < maxy3 && d[i] > maxy2) {
                maxy1=maxy2;
                maxy2 = d[i];
            } else if (d[i] < maxy3 && d[i] < maxy2 && d[i] > maxy1) {
                maxy1 = d[i];
            }


        }


        if (d[i] >= range3 && d[i] <= range4) {
            if (d[i] < minz3) {
                minz1=minz2;
                minz2=minz3;
                minz3 = d[i];


            } else if (d[i] > minz3 && d[i] < minz2) {
                minz1=minz2;
                minz2 = d[i];

            } else if (d[i] > minz3 && d[i] > minz2 && d[i] < minz1) {
                minz1 = d[i];
            }

            if (d[i] > maxz3) {
                maxz1=maxz2;
                maxz2=maxz3;
                maxz3 = d[i];
            } else if (d[i] < maxz3 && d[i] > maxz2) {
                maxz1=maxz2;
                maxz2 = d[i];
            } else if (d[i] < maxz3 && d[i] < maxz2 && d[i] > maxz1) {
                maxz1 = d[i];
            }


        }




       }

    if(max1+max2+max3>=1 && max1!=Double.MIN_VALUE && max2!=Double.MIN_VALUE && max3!=Double.MIN_VALUE) 
        return 1;

    if(min3+min2+minz3<=2 && min3!=Double.MAX_VALUE && min2!=Double.MAX_VALUE && minz3!=Double.MAX_VALUE ) 
        return 1;

    if(min3+miny3+miny2<=2 && min3!=Double.MAX_VALUE && miny3!=Double.MAX_VALUE && miny2!=Double.MAX_VALUE)
       return 1;
    if(min3+miny3+minz3<=2 && min3!=Double.MAX_VALUE && miny3!=Double.MAX_VALUE && minz3!=Double.MAX_VALUE)
        return 1;

    if(maxx3+maxx2+maxy3>1 && maxx3!=Double.MIN_VALUE && maxx2!=Double.MIN_VALUE && maxy3!=Double.MIN_VALUE) {
        return 1;

    }

    if(minyy3+minyy2+miny3<=2 && minyy3!=Double.MAX_VALUE && minyy2!=Double.MAX_VALUE && miny3!=Double.MAX_VALUE) {
        return 1;
    }
    if(minxx3+minyy3+miny3<=2 && minxx3!=Double.MAX_VALUE && minyy3!=Double.MAX_VALUE && miny3!=Double.MAX_VALUE) {
        return 1;
    }




    return 0;






    }

答案 5 :(得分:0)

解决方案是用c ++(interviewbbit解决方案)

int Solution::solve(vector<string> &arr) {
int n=arr.size(),i;
vector<float>v;
for(i=0;i<n;i++)
{
    v.push_back(stof(arr[i]));
}
float a=v[0],b=v[1],c=v[2];

float mx=0;
for(i=3;i<n;i++)
{
    if(a+b+c<2 && a+b+c>1)
        return 1;
    else if(a+b+c>2)
    {
        if(a>b && a>c)
            a=v[i];
        else if(b>a && b>c)
            b=v[i];
        else
            c=v[i];
    }
    else
    {
        if(a<b && a<c)
            a=v[i];
        else if(b<a && b<c)
            b=v[i];
        else
            c=v[i];

    }
}
if(a+b+c>1 && a+b+c<2)
    return 1;
else
    return 0;
}

答案 6 :(得分:0)

我们可以轻松地在O(n)中执行此操作,我们只需要找到三个最小的正实数,就可以在一次迭代中找到它们,最后如果它们的和在(1,2)之间,则返回1否则返回0。

答案 7 :(得分:0)

使用滑动窗口总和方法可以轻松地在线性运行时间中解决此问题。在这种情况下,我们将使用大小为3的窗口。这也称为“移动总和算法”。

enter image description here

下面的算法

1> Prepare the window of size 3 with the first 3 elements
2> IF (array.len <= 3): CHECK IF window-sum is in the range (1,2), then RETURN accordingly
3> FOR i = 3 UPTO (array.len-1)
3.1> SORT the window (3log3 = constant time operation)
3.2> IF window-sum is in the range (1,2): RETURN 1 or TRUE
3.3> ELSE IF window-sum < 1: Replace the smallest element in the window (window[0]) with array[i]
3.4> ELSE IF window-sum > 2: Replace the largest element in the window (window[2]) with array[i]
4> Outside the loop, check the FINAL window sum and RETURN accordingly.

Access the Python code here。请为存储库加上星号!

答案 8 :(得分:-5)

如上所述,整个问题是不可判定的。这是因为对于任何两个实数ab,无法确定a > b是否成立(也请参见我的this answer)。但是,您必须至少将实数与整数值进行一次比较才能解决该问题。与整数进行比较不会使问题更容易,因为您可能有一个实数2,00...001,其中数字2和1之间有任意数量的零,这是您事先不知道的。在计算机的主存储器中存储这样的实数(可能不是每一个,但很多都是这样)对于这些特定的数字并不是一个大问题,因为它们可以用近似算法表示。

有关详细信息,建议您阅读Complexity Theory of Real Functions