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  • 算法笔记_212:第七届蓝桥杯软件类决赛真题(Java语言B组)

    目录

    1 愤怒小鸟

    2 反幻方

    3 打靶

    4 路径之谜

    5 碱基

    6 圆圈舞

     前言:以下代码仅供参考,若有错误欢迎指正哦~


    1 愤怒小鸟

    愤怒小鸟
    
    X星球愤怒的小鸟喜欢撞火车!
    
    一根平直的铁轨上两火车间相距 1000 米
    两火车 (不妨称A和B) 以时速 10米/秒 相对行驶。
    
    愤怒的小鸟从A车出发,时速50米/秒,撞向B车,
    然后返回去撞A车,再返回去撞B车,如此往复....
    两火车在相距1米处停车。
    
    问:这期间愤怒的小鸟撞 B 车多少次?
    
    注意:需要提交的是一个整数(表示撞B车的次数),不要填写任何其它内容。
    
    
    
    答案:9

    参考资料: 蓝桥杯决赛真题—愤怒的小鸟

     1 public class Main {
     2     
     3     public static void main(String[] args) {  //PS:相对行驶,即面对面行驶
     4         double a=0,b=1000;
     5         while(b>=1){
     6             b = b- 20 * (b/60);  //由a向b行驶
     7             b = b - 20 * (b/60);  //由b向a行驶
     8             System.err.println(b);
     9             a++;
    10         }
    11         System.out.println(a);
    12     }
    13 }

    2 反幻方

    反幻方
    
    我国古籍很早就记载着
    
    2 9 4
    7 5 3
    6 1 8
    
    这是一个三阶幻方。每行每列以及对角线上的数字相加都相等。
    
    下面考虑一个相反的问题。
    可不可以用 1~9 的数字填入九宫格。
    使得:每行每列每个对角线上的数字和都互不相等呢?
    
    
    这应该能做到。
    比如:
    9 1 2
    8 4 3
    7 5 6
    
    你的任务是搜索所有的三阶反幻方。并统计出一共有多少种。
    旋转或镜像算同一种。
    
    比如:
    9 1 2
    8 4 3
    7 5 6
    
    7 8 9
    5 4 1
    6 3 2
    
    2 1 9
    3 4 8
    6 5 7
    
    等都算作同一种情况。
    
    请提交三阶反幻方一共多少种。这是一个整数,不要填写任何多余内容。
    
    
    答案:3120
     1 import java.util.HashSet;
     2 
     3 public class Main {
     4     public static int count = 0;
     5     
     6     public void swap(int[] A, int i, int j) {
     7         int temp = A[i];
     8         A[i] = A[j];
     9         A[j] = temp;
    10     }
    11     
    12     public void check(int[] A) {
    13         int[] sum = new int[8];
    14         sum[0] = A[0] + A[1] + A[2];
    15         sum[1] = A[3] + A[4] + A[5];
    16         sum[2] = A[6] + A[7] + A[8];
    17         sum[3] = A[0] + A[3] + A[6];
    18         sum[4] = A[1] + A[4] + A[7];
    19         sum[5] = A[2] + A[5] + A[8];
    20         sum[6] = A[0] + A[4] + A[8];
    21         sum[7] = A[2] + A[4] + A[6];
    22         HashSet<Integer> set = new HashSet<Integer>();
    23         for(int i = 0;i < 8;i++)
    24             set.add(sum[i]);
    25         if(set.size() == 8)
    26             count++;
    27     }
    28     
    29     public void dfs(int[] A, int step) {
    30         if(step == A.length) {
    31             check(A);
    32             return;
    33         } else {
    34             for(int i = step;i < A.length;i++) {
    35                 swap(A, i, step);
    36                 dfs(A, step + 1);
    37                 swap(A, i, step);
    38             }
    39         }
    40     }
    41     
    42     public static void main(String[] args) {
    43         Main test = new Main();
    44         int[] A = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    45         test.dfs(A, 0);
    46         System.out.println(count / 8);
    47     }
    48 }

    3 打靶

    打靶
    
    小明参加X星球的打靶比赛。
    比赛使用电子感应计分系统。其中有一局,小明得了96分。
    
    这局小明共打了6发子弹,没有脱靶。
    但望远镜看过去,只有3个弹孔。
    显然,有些子弹准确地穿过了前边的弹孔。
    
    不同环数得分是这样设置的:
    1,2,3,5,10,20,25,50
    
    那么小明的6发子弹得分都是多少呢?有哪些可能情况呢?
    
    下面的程序解决了这个问题。
    仔细阅读分析代码,填写划线部分缺失的内容。
    
    public class Main
    {    
        static void f(int[] ta, int[] da, int k, int ho, int bu, int sc)
        {
            if(ho<0 || bu<0 || sc<0) return;
            if(k==ta.length){
                if(ho>0 || bu>0 || sc>0) return;
                for(int i=0; i<da.length; i++){
                    for(int j=0; j<da[i]; j++) 
                        System.out.print(ta[i] + " ");
                }
                System.out.println();
                return;
            }
            
            for(int i=0; i<=bu; i++){
                da[k] = i;
                f(ta, da, k+1,  __________________ , bu-i, sc-ta[k]*i);   // 填空位置
            }
            
            da[k] = 0;
        }
        
        public static void main(String[] args)
        {
            int[] ta = {1,2,3,5,10,20,25,50};
            int[] da = new int[8];
            f(ta, da, 0, 3, 6, 96);
        }
    }
    
    
    
    注意:只填写划线处缺少的内容,不要填写已有的代码或符号,也不要填写任何解释说明文字等。
    
    
    答案:ho - (i == 0 ? 0 : 1)

    4 路径之谜

    路径之谜
    
    小明冒充X星球的骑士,进入了一个奇怪的城堡。
    城堡里边什么都没有,只有方形石头铺成的地面。
    
    假设城堡地面是 n x n 个方格。【如图1.png】所示。
    
    按习俗,骑士要从西北角走到东南角。
    可以横向或纵向移动,但不能斜着走,也不能跳跃。
    每走到一个新方格,就要向正北方和正西方各射一箭。
    (城堡的西墙和北墙内各有 n 个靶子)
    
    
    同一个方格只允许经过一次。但不必做完所有的方格。
    
    如果只给出靶子上箭的数目,你能推断出骑士的行走路线吗?
    
    有时是可以的,比如图1.png中的例子。
    
    本题的要求就是已知箭靶数字,求骑士的行走路径(测试数据保证路径唯一)
    
    输入:
    第一行一个整数N(0<N<20),表示地面有 N x N 个方格
    第二行N个整数,空格分开,表示北边的箭靶上的数字(自西向东)
    第三行N个整数,空格分开,表示西边的箭靶上的数字(自北向南)
    
    输出:
    一行若干个整数,表示骑士路径。
    
    为了方便表示,我们约定每个小格子用一个数字代表,从西北角开始编号: 0,1,2,3....
    比如,图1.png中的方块编号为:
    
    0  1  2  3
    4  5  6  7
    8  9  10 11
    12 13 14 15
    
    
    示例:
    用户输入:
    4
    2 4 3 4
    4 3 3 3
    
    程序应该输出:
    0 4 5 1 2 3 7 11 10 9 13 14 15
    
    
    
    资源约定:
    峰值内存消耗 < 256M
    CPU消耗  < 1000ms
    
    
    请严格按要求输出,不要画蛇添足地打印类似:“请您输入...” 的多余内容。
    
    所有代码放在同一个源文件中,调试通过后,拷贝提交该源码。
    注意:不要使用package语句。不要使用jdk1.7及以上版本的特性。
    注意:主类的名字必须是:Main,否则按无效代码处理。

     

     1 import java.util.Scanner;
     2 
     3 public class Main {
     4     public static int n;
     5     public static int[] row, ring;
     6     public static boolean[][] visited; 
     7     public static int[][] move = {{-1,0},{1,0},{0,-1},{0,1}};
     8     
     9     public void dfs(int[] s_row, int[] s_ring, int x, int y, int[] roat, int num) {
    10         if(x == n - 1 && y == n - 1) {
    11             boolean judgeX = true, judgeY = true;
    12             for(int i = 0;i < n;i++) {
    13                 if(s_row[i] != row[i])
    14                     judgeX = false;
    15                 if(s_ring[i] != ring[i])
    16                     judgeY = false;
    17             }
    18             if(judgeX && judgeY) {
    19                 System.out.print("0 ");
    20                 for(int i = 0;i < num;i++)
    21                     System.out.print(roat[i]+" ");
    22                 System.out.println();
    23             }
    24             return;
    25         }
    26         for(int i = 0;i < 4;i++) {
    27             int tempX = x + move[i][0];
    28             int tempY = y + move[i][1];
    29             if(tempX >= 0 && tempX < n && tempY >= 0 && tempY < n && 
    30                     !visited[tempX][tempY]) {
    31                 visited[tempX][tempY] = true;
    32                 s_row[tempX]++;
    33                 s_ring[tempY]++;
    34                 roat[num] = tempX * n + tempY;
    35                 dfs(s_row, s_ring, tempX, tempY, roat, num + 1);
    36                 visited[tempX][tempY] = false;
    37                 s_row[tempX]--;
    38                 s_ring[tempY]--;
    39             }
    40         }
    41     }
    42     
    43     public void getResult() {
    44         int[] roat = new int[n * n + 1];
    45         int[] s_row = new int[n];
    46         int[] s_ring = new int[n];
    47         visited[0][0] = true;
    48         s_row[0]++;
    49         s_ring[0]++;
    50         dfs(s_row, s_ring, 0, 0, roat, 0);
    51     }
    52     
    53     public static void main(String[] args) {
    54         Main test = new Main();
    55         Scanner in = new Scanner(System.in);
    56         n = in.nextInt();
    57         row = new int[n];
    58         ring = new int[n];
    59         visited = new boolean[n][n];
    60         for(int i = 0;i < n;i++)
    61             ring[i] = in.nextInt();
    62         for(int i = 0;i < n;i++)
    63             row[i] = in.nextInt();
    64         test.getResult();
    65     }
    66 }

    5 碱基

    碱基
    
    生物学家正在对n个物种进行研究。
    其中第i个物种的DNA序列为s[i],其中的第j个碱基为s[i][j],碱基一定是A、T、G、C之一。
    生物学家想找到这些生物中一部分生物的一些共性,他们现在关注那些至少在m个生物中出现的长度为k的连续碱基序列。准确的说,科学家关心的序列用2m元组(i1,p1,i2,p2....im,pm)表示,
    满足:
    1<=i1<i2<....<im<=n;
    且对于所有q(0<=q<k), s[i1][p1+q]=s[i2][p2+q]=....=s[im][pm+q]。
    
    现在给定所有生物的DNA序列,请告诉科学家有多少的2m元组是需要关注的。如果两个2m元组有任何一个位置不同,则认为是不同的元组。
    
    【输入格式】
    输入的第一行包含三个整数n、m、k,两个整数之间用一个空格分隔,意义如题目所述。
    接下来n行,每行一个字符串表示一种生物的DNA序列。
    DNA序列从1至n编号,每个序列中的碱基从1开始依次编号,不同的生物的DNA序列长度可能不同。
    
    【输出格式】
    输出一个整数,表示关注的元组个数。
    答案可能很大,你需要输出答案除以1000000007的余数。
    
    【样例输入】
    3 2 2
    ATC
    TCG
    ACG
    
    【样例输出】
    2
    
    再例如:
    【样例输入】
    4 3 3
    AAA
    AAAA
    AAA
    AAA
    
    【样例输出】
    7
    
    
    【数据规模与约定】
    对于20%的数据,k<=5,所有字符串总长L满足L <=100
    对于30%的数据,L<=10000
    对于60%的数据,L<=30000
    对于100%的数据,n<=5,m<=5,1<=k<=L<=100000
    保证所有DNA序列不为空且只会包含’A’ ’G’ ’C’ ’T’四种字母
    
    资源约定:
    峰值内存消耗 < 256M
    CPU消耗  < 1000ms
    
    请严格按要求输出,不要画蛇添足地打印类似:“请您输入...” 的多余内容。
    
    所有代码放在同一个源文件中,调试通过后,拷贝提交该源码。
    注意:不要使用package语句。不要使用jdk1.7及以上版本的特性。
    注意:主类的名字必须是:Main,否则按无效代码处理。
    
    
    以下代码为暴力求解,对于数据较大情况会超时,代码仅供参考。
     1 import java.util.ArrayList;
     2 import java.util.HashSet;
     3 import java.util.Scanner;
     4 
     5 public class Main {
     6     public static int n, m, k;
     7     public static String[] S;
     8     public static String[] num;
     9     public static int[] start;
    10     public static long MOD = 1000000007;
    11     public static long count = 0;
    12     public static HashSet<String> result = new HashSet<String>();
    13     
    14     public void dfs(int step, int sum) {
    15         if(step == n || sum >= m) {
    16             if(sum >= m) {
    17                 ArrayList<String> set = new ArrayList<String>();
    18                 StringBuffer[] s = new StringBuffer[sum];
    19                 for(int i = 0;i < sum;i++)
    20                     s[i] = new StringBuffer("");
    21                 for(int i = 0;i < n;i++) {
    22                     if(!num[i].equals("-")) {
    23                         if(!set.contains(num[i])) {
    24                             set.add(num[i]);
    25                             s[set.size() - 1].append(i);
    26                             s[set.size() - 1].append(start[i]);
    27                         } else {
    28                             int j = set.indexOf(num[i]);
    29                             s[j].append(i);
    30                             s[j].append(start[i]);
    31                         }
    32                     }
    33                 }
    34                 if(set.size() == sum - m + 1) {
    35                     for(int i = 0;i < sum;i++) {
    36                         if(s[i].toString().length() == k * 2) {
    37                             if(!result.contains(s[i].toString()))
    38                                 count = (count + 1) % MOD;
    39                             result.add(s[i].toString());
    40                             break;
    41                         }
    42                     }
    43                 }
    44             }
    45             return;
    46         } else {
    47             for(int i = 0;i < S[step].length();i++) {
    48                 if(i + k <= S[step].length()) {
    49                     num[step] = S[step].substring(i, i + k);
    50                     start[step] = i;
    51                     dfs(step + 1, sum + 1);
    52                     num[step] = "-";
    53                 }
    54                 dfs(step + 1, sum);
    55             }
    56         }
    57     }
    58     
    59     public static void main(String[] args) {
    60         Main test = new Main();
    61         Scanner in = new Scanner(System.in);
    62         n = in.nextInt();
    63         m = in.nextInt();
    64         k = in.nextInt();
    65         S = new String[n];
    66         for(int i = 0;i < n;i++)
    67             S[i] = in.next();
    68         num = new String[n + 1];
    69         start = new int[n + 1];
    70         for(int i = 0;i <= n;i++)
    71             num[i] = "-";
    72         test.dfs(0, 0);
    73         System.out.println(count);
    74     }
    75           
    76 }

    6 圆圈舞 

    圆圈舞 
    
    春天温暖的阳光照耀着大地,正是草原上的小动物们最快乐的时候。小动物们在草原上开了一个舞会,欢度这美好的时光。
    
    舞会上最重要的一个环节就是跳圆舞曲,n只小动物手拉手围成一大圈,随着音乐跳起来。在跳的过程中,小动物们可能会变换队形。它们的变换方式是动物A松开自己右手,动物B松开自己的左手,动物A和B手拉到一起,而它们对应的松开的手(如果有的话)也拉到一起。
    
    例如,假设有10只小动物,按顺序围成一圈,动物1的右手拉着动物2的左手,动物2的右手拉着动物3的左手,依次类推,最后动物10的右手拉着动物1的左手。如果通过动物2和8变换队形,则动物2的右手拉着动物8的左手,而对应的动物3的左手拉着动物7的右手,这样形成了1-2-8-9-10和3-4-5-6-7两个圈。如果此时通过动物2和6变换队形,则将形成1-2-6-7-3-4-5-8-9-10一个大圈。注意,如果此时通过动物1和2变换队形,那么队形不会改变,因为动物1的右手和动物2的左手松开后又拉到一起了。
    
    在跳舞的过程中,每个动物i都有一个欢乐值Hi和一个感动值Fi。
    如果两个动物在一个圈中,欢乐值会彼此影响,产生欢乐能量。如果两个动物i, j(i≠j)在同一个大小为t的圈中,而动物i在动物j右手的第p个位置(动物j右手的第1个位置就是动物j右手所拉着的动物,而第2个位置就是右手第1个位置的动物右手拉着的动物,依次类推),则产生的欢乐能量为(t-p)*Hj*Fi。在跳舞的过程中,动物们的欢乐值和感动值有可能发生变化。
    
    圆舞曲开始的时候,所有的动物按编号顺序围成一个圈,动物n右手的第i个位置正好是动物i。现在已知小动物们变换队形的过程和欢乐值、感动值变化的过程,求每次变换后所有动物所产生的欢迎能量之和。
    
    【输入格式】
    输入的第一行包含一个整数n,表示动物的数量。
    接下来n行,每行两个用空格分隔的整数Hi, Fi,按编号顺序给出每只动物的欢乐值和感动值。
    接下来一行包含一个整数m,表示队形、欢乐值、感动值的变化次数。
    接下来m行,每行三个用空格分隔的整数k, p, q,当k=1时,表示小动物们通过动物p和动物q变换了队形,当k=2时,表示动物p的欢乐值变为q,当k=3时,表示动物p的感动值变为了q。
    
    【输出格式】
    输出m行,每行一个整数,表示每次变化后所有动物产生的能量之和。
    答案可能很大,你需要计算答案除以1000000007的余数。
    
    【样例输入】
    10
    1 1
    1 1
    1 1
    1 1
    1 1
    1 1
    1 1
    1 1
    1 1
    1 1
    9
    1 2 8
    1 2 6
    2 8 10
    3 5 10
    1 1 2
    1 2 1
    2 5 5
    1 4 8
    1 4 5
    
    【样例输出】
    100
    450
    855
    1341
    1341
    811
    923
    338
    923
    
    【数据规模与约定】
    对于20%的数据,2<=n,m<=100。
    对于30%的数据,2<=n,m<=1000。
    另有20%的数据,只有k=1的操作且Hi,Fi均为1。
    另有20%的数据,只有k=1或2的操作且Fi均为1。
    对于100%的数据,2<=n,m<=100000,0<=Hi,Fi<=10^9,1<=k<=3,k=1时1<=p,q<=n且p≠q,k=2或3时1<=p<=n且0<=q<=10^9。
    
    资源约定:
    峰值内存消耗 < 256M
    CPU消耗  < 5000ms
    
    请严格按要求输出,不要画蛇添足地打印类似:“请您输入...” 的多余内容。
    
    所有代码放在同一个源文件中,调试通过后,拷贝提交该源码。
    注意:不要使用package语句。不要使用jdk1.7及以上版本的特性。
    注意:主类的名字必须是:Main,否则按无效代码处理。
    
    
    以下代码为暴力求解,对于数据较大情况会超时,代码仅供参考。
      1 import java.util.ArrayList;
      2 import java.util.Scanner;
      3 
      4 public class Main {
      5     public static int n, m;
      6     public static Animal[] num;
      7     public static long MOD = 1000000007;
      8     public static long[] result;
      9     
     10     static class Animal{
     11         public int id;
     12         public int h;
     13         public int f;
     14         public int id_left;
     15         public int id_right;
     16         
     17         public Animal(int id, int h, int f, int id_left, int id_right) {
     18             this.id = id;
     19             this.h = h;
     20             this.f = f;
     21             this.id_left = id_left;
     22             this.id_right = id_right;
     23         }
     24     }
     25     
     26     public void changQueue(int p, int q) {
     27         int p_right = num[p].id_right;
     28         int q_left = num[q].id_left;
     29         num[p].id_right = q;
     30         num[q].id_left = p;
     31         num[p_right].id_left = q_left;
     32         num[q_left].id_right = p_right;
     33     }
     34     
     35     public long getResult() {
     36         long ans = 0;
     37         boolean[] used = new boolean[n + 1];
     38         for(int i = 1;i <= n;i++) {
     39             if(used[i] == true)
     40                 continue;
     41             ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
     42             int begin = num[i].id;
     43             int start = begin;
     44             int end = num[i].id_right;
     45             list.add(start);
     46             used[start] = true;
     47             while(begin != end) {
     48                 start = end;
     49                 end = num[start].id_right;
     50                 list.add(start);
     51                 used[start] = true;
     52             }
     53             int len = list.size();
     54             for(int a = 0;a < len;a++) {
     55                 for(int b = a + 1;b < len;b++) {
     56                     int id_a = list.get(a);
     57                     int id_b = list.get(b);
     58                     int p1 = len - b + a;
     59                     ans = ans + (len - p1) * num[id_b].h * num[id_a].f;
     60                     ans = ans % MOD;
     61                     int p2 = b - a;
     62                     ans = ans + (len - p2) * num[id_a].h * num[id_b].f;
     63                     ans = ans % MOD;
     64                 }
     65             }
     66         }
     67         return ans;
     68     }
     69  
     70     public static void main(String[] args) {
     71         Main test = new Main();
     72         Scanner in = new Scanner(System.in);
     73         n = in.nextInt();
     74         num = new Animal[n + 1];
     75         for(int i = 1;i <= n;i++) {
     76             int h = in.nextInt();
     77             int f = in.nextInt();
     78             if(i == 1)
     79                 num[i] = new Animal(i, h, f, n, i + 1);
     80             else if(i == n)
     81                 num[i] = new Animal(i, h, f, i - 1, 1);
     82             else
     83                 num[i] = new Animal(i, h, f, i - 1, i + 1);
     84         }
     85         m = in.nextInt();
     86         result = new long[m];
     87         for(int i = 0;i < m;i++) {
     88             int k = in.nextInt();
     89             int p = in.nextInt();
     90             int q = in.nextInt();
     91             if(k == 1) {
     92                 test.changQueue(p, q);
     93             } else if(k == 2) {
     94                 num[p].h = q;
     95             } else if(k == 3) {
     96                 num[p].f = q;
     97             }
     98             result[i] = test.getResult();
     99         }
    100         for(int i = 0;i < m;i++)
    101             System.out.println(result[i]);
    102     }
    103 }

     

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