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1701010164 我和数学有约:趣味数学及算法解析 [:1701004269]
1701010165 我和数学有约:趣味数学及算法解析 9.2 100内取10个正数,和等于100
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1701010167 【问题】100内如何取10个正整数,使得它们相加和等于100?
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1701010169 【分析】
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1701010171 这个问题看起来挺简单,但是人工计算,计算量则显得很大,怎么合理地分配资源,怎么快速的求解出有效解,这是大家应该考虑的问题。
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1701010173 对于选取的10个数,采用枚举法,是可以很简单的。例如,先选取1、2、3、4、5、6、7、8和9这九个数,这九个数之和为45,那么再添加一个55即可构成100,满足题目要求。
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1701010175 同样,也可以考虑重复的情况,例如选取9个1,这九个数之和为9,那么再选取一个91,即可构成100,同样能够满足要求。
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1701010177 但是在实际应用中,用户要求系统满足一定的随机性,其取值应该尽可能的满足变化无规律,这10个数,应该是系统自动分配的,采用计算机进行模拟有以下几种情况。
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1701010179 (1)可能出现异常值的模拟
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1701010181 计算机模拟如下:
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1701010183     clc,clear,close all             %清屏和清除变量    warning off                     %消除警告    c=zeros(10,1);                  %初始化    cs=zeros(10,1);                 %初始化    lr=0;                           %初始化    for i=1:9         c(i)=(100-lr)*rand(1);     %0 — (100-lr)中随机选取数字         cs(i)=fix(c(i));           %取整         lr=cs(i)+lr;               %更新    end    cs(10)=100-lr;                  %第10个数为100减去前9个数之和
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1701010185 运行程序输出结果如下:
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1701010187     ans =        54    13    24     1     5     0     1     1     0     1
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1701010189 结果显示,10个数字之和满足100,然而出现了0,这个不包含在1~100之内的整数范围,因此该计算机模拟存在一定的弊端。
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1701010191 (2)rand随机赋值查询
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1701010193 程序如下:
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1701010195     clc,clear,close all         %清屏和清除变量    warning off                 %消除警告    cs=zeros(10,1);             %初始化    while sum(cs)~=100          %cs和为100,则跳出程序,输出结果        c = rand(10,1);        c1 = c./sum(c);         %归一化        cs = round(c1*100);     %10个reader分别管控多少个tag,总和100        if min(cs)==0           %判断是否存在0的情况            cs=cs+100;        end    end       cs’
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1701010197 运行程序输出结果如下:
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1701010199     ans =        11     1    16     1     2    12     2    19    19    17
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1701010201 输出结果不包含0值,结果可以接受,然而有时需要考虑10个数不重复的情况,因此该程序需要继续改进。
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1701010203 (3)基于变量取值区间的查询
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1701010205 考虑到100个数,每一个数字的取值范围为1~100,因此,可以采用查询的方式,一一查询,用户很轻松的书写代码如下:
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1701010207     clc,clear,close all         %清屏和清除变量    warning off                 %消除警告    ans = rand;                 %产生一个随机数    while sum(ans)~=100         %判断和是否等于100        randperm(100,10);       %在1~100中,找10个整数相加等于100    end    ans    sum(ans)
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1701010209 程序如同出现死循环一般,电脑一直在运行,但是没有结果,由于10个数字,每一种数字100种可能,100^10次方的查询,导致电脑运行超级慢,这也使得该程序有欠妥之处,主要原因是没有考虑变量的取值范围可以缩小。
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1701010211 之前我们讨论过,系统存在1、2、3、4、5、6、7、8、9和55这种情况,从这个可行解可看出,当系统不出现重复的数字的情况,每一个数的取值范围应该在1~55之间,因此使得系统搜索范围大大降低,同样程序如下:
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1701010213     while sum(ans)~=100        randperm(55,10);        %在1~55中,找10个整数相加等于100    end
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