小球下落:
有一棵二叉树,最大深度为D,且所有叶子的深度相同。所有节点从上到下从左到右编号为1,2,3…2^D-1.在结点1处放一个小球,它会往下落。每个内节点上都有一个开关,初始全部关闭,当每次有小球落到一个开关上时,它的状态都会改变。当小球达到一个内节点时,如果该节点上的开关关闭,则往左走,否则往右走,直到走到叶子节点。
一些小球从节点1依次开始下落,最后一个小球将会落到哪里呢?输入叶子深度D和小球个数I,输出第I个小球最后所在的叶子编号。假设I不超过整棵树的叶子个数,D≤20.输入最多包含1000组数据。
样例输入:
4 2
3 4
10 1
2 2
8 128
16 12345
样例输出:
12
7
512
3
255
36358
分析:这是一道基于完全二叉树的模拟问题,我们通过设置一个Switch数组来记录每个节点的开关状态,不难进行模拟编程,简单的代码如下。
#include<cstdio> #include<cstring> using namespace std; const int maxn = 1000; int Switch[maxn]; int main() { int D , I; while(scanf("%d%d",&D,&I)!=EOF) { int temp = (1<<D)-1; int index; memset(Switch,0,sizeof(Switch)); for(int i = 1;i <= I;i++) { index = 1; while(2*index+1 <= temp) { if(Switch[index]==0) { Switch[index] = 1; index = 2*index; // printf("%d ",index); } else { Switch[index] = 0; index = 2*index + 1; //printf("%d ",index); } } } printf("%d ",index); } }
但是这里我们进行一下优化处理,因为考虑到D的范围,我们记录开关状态的数组Switch要开到2^20-1≈10^6左右,这让整个程序抱起来显得有些笨拙不堪。
对于最后一个球,它对于节点1,我们通过判断总球数I的奇偶性,可以判断最后一个球落在节点1的左子树中还是右子树中。假设它落在了左子树中,也就是节点2,我们可以通过相同的方法来进行判断,这样我们就可以一次性模拟出最后一个小球的路径了。
需要注意的是,对于某个节点,该节点下的球数是奇数,记为I’,那么最后一个球将会走这个节点的左子树,而这个左子树下的小球数的求解方法应该注意,是I’/2向上取整(因为要加上这最后一个小球嘛)。
简单的参考代码如下。
#include<cstdio> using namespace std; int main() { int D , I; while(scanf("%d%d",&D,&I) != EOF) { int k = 1; for(int i = 1;i < D;i++) { if(I%2) {k = 2*k;I = (I+1)/2;} else {k=2*k+1;I = I/2;} } printf("%d ",k); } }