环形数字等和对齐问题:求目标和值及高效解法思路(无需代码)
环形数字序列旋转求和问题解题思路
一、先确定固定目标和
四个环的所有数字总和是固定的,由于最终12条半径的和相等,目标和 = 所有数字总和 ÷ 12。
计算输入数据的总和:
- 第1环总和:3+9+6+4+3+7+5+2+4+8+3+6 = 60
- 第2环总和:8+4+7+5+8+2+9+5+5+8+4+6 = 71
- 第3环总和:6+5+8+1+6+6+7+1+3+7+1+9 = 60
- 第4环总和:9+2+4+6+8+4+3+8+5+2+3+7 = 61
总和为 60+71+60+61=252,因此目标和为252 ÷ 12 = 21。
二、DFS算法落地优化思路
1. 固定基准环,缩小搜索空间
环形序列的旋转具有循环等价性:固定第1环的起始位置(不旋转),仅对第2、3、4环进行旋转搜索。原本的12^4种组合直接缩减为12^3=1728种,大幅降低搜索量。
2. 分阶段剪枝,提前排除无效路径
不要等到四个环都旋转完成再验证,每确定一个环的位置就进行部分验证,不符合条件直接剪枝:
- 确定第2环的旋转位置后,遍历每条半径,检查前两个数的和是否 ≤ 21(因为后续还有两个正整数要加,若前两数之和超过21,必然无法达成目标和),不符合则跳过该旋转位置。
- 确定第3环的旋转位置后,遍历每条半径,检查前三个数的和是否满足
21 - max(第4环数字) ≤ 和 ≤ 21 - min(第4环数字)(因为第4环的数字是正整数,前三个数的和必须能和第4环的某个数字相加得到21),不符合则直接剪枝。 - 最后处理第4环时,只需验证每条半径的四个数之和是否等于21即可。
3. 预处理旋转结果,提升搜索效率
预先为每个环生成12种旋转后的序列(比如第k种旋转就是把原序列的前k个元素移到末尾),DFS时直接调用预存的序列,避免每次旋转都重新计算数组,节省时间。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Olafus
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