使用STL查找数组中是否存在两个数字及其AM和HM的程序

本文将介绍一种使用STL查找数组中是否存在两个数字及其AM（算术平均数）和HM（调和平均数）的方法。我们将使用STL中的set和map数据结构来实现这一目标。

问题描述

题目要求我们在一个整型数组中查找两个数字，使得它们的AM等于它们的HM。AM的定义为两个数字之和的一半，而HM的定义为两个数字的倒数之和的倒数。例如，给定数组[2, 3, 4, 5, 6, 7]，我们可以找到一对数字(2, 6)，因为它们的AM和HM都是4。

解决方案

我们可以使用两个STL数据结构——set和map，来实现这一目标。set用于存储数组中的数字，而map用于存储数字对应的AM和HM。

在这个方法中，我们首先使用两个指针i和j遍历数组，找到所有可能的数字对。对于每对数字，我们计算它们的AM和HM，并将它们添加到map中。如果map中已经存在一个数字对，其AM和HM与当前计算的数字对相同，则返回true。否则，我们继续遍历数组，直到所有数字对都被处理完毕。

下面是该方法的伪代码：

def find_am_hm_pair(arr):
    num_set = set[arr] # 将数组中的数字存入set中
    am_hm_map = map[(pair, am_hm)] # 创建一个空map，用于存储数字对和相应的AM/HM

    # 遍历所有数字对
    for i = 0 to len(arr):
        for j = i + 1 to len(arr):
            # 计算当前数字对的AM和HM
            pair = (arr[i], arr[j])
            am = (arr[i] + arr[j]) / 2
            hm = 2 / (1/arr[i] + 1/arr[j])

            # 如果AM和HM都相等，则找到了目标数字对
            if am == hm and (pair, am, hm) in am_hm_map:
                return True

            # 否则将当前数字对的AM和HM添加到map中
            am_hm_map[(pair, am, hm)] = None

    # 如果没有找到任何匹配项，则返回False
    return False

代码实现

下面是这个方法的Python实现：

def find_am_hm_pair(arr):
    num_set = set(arr)
    am_hm_map = {}

    for i in range(len(arr)):
        for j in range(i + 1, len(arr)):
            pair = (arr[i], arr[j])
            am = (arr[i] + arr[j]) / 2
            hm = 2 / (1/arr[i] + 1/arr[j])

            if am == hm and (pair, am, hm) in am_hm_map:
                return True

            am_hm_map[(pair, am, hm)] = None

    return False

在实现中，我们使用了set和dict来存储数字和数字对应的AM/HM。上述代码中的dict表示map，这是Python中的字典数据结构。

总结

本文介绍了一种使用STL数据结构——set和map，查找数组中是否存在两个数字及其AM和HM的方法。我们通过遍历所有可能的数字对，并使用map记录它们的AM和HM，来实现该目标。虽然这种方法的时间复杂度为O(n^2)，但它可以轻松处理小型数组中的问题。