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📜  通过用它们的总和替换 a 或 b 来最小化操作直到 a 或 b 超过 N(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 14:58:07.131000             🧑  作者: Mango

通过用它们的总和替换 a 或 b 来最小化操作直到 a 或 b 超过 N

在进行算法、数据结构的考试中,这道题是经常会遇到的问题。问题描述如下:

给定两个正整数 a 和 b,以及一个整数 N。你需要使用 + 或 - 操作对这两个数进行任意次操作,使得最终 a 和 b 的和大于或等于 N。请你求出最少需要执行多少次操作?

快速解决这个问题需要使用贪心算法和数学思维。首先我们可以明确,最优策略是把每次操作都尽可能的利用起来,这样才能最小化操作次数。

假设 $a\leq b$,那么第一步我们要把 a 增加到最接近 N 的数。具体地,当 $a+b\geq N$ 时就可以直接返回 0;否则,我们可以进行以下操作:

  • 将 a 的值更新为 $a+b$;
  • 将 b 的值更新为 $2b$。

这个时候,我们得出的新的 a 和 b 的值就满足了 $a+b\geq N$,可以直接返回 1。

如果我们不能把 a 直接变为 $N-b$,仍然需要进行多轮操作,那么我们可以重复上述过程,将 a 和 b 不停的放大,直到 $a+b\geq N$。

这个问题的算法复杂度是 O(logN),可以通过本题并通过面试。

实现如下:

def min_ops(a: int, b: int, n: int) -> int:
    ans = 0
    while a < n and b < n:
        if a <= b:
            a += b
        else:
            b += a
        ans += 1
    return ans

写完后可以进行测试:

assert min_ops(1, 5, 15) == 3
assert min_ops(2, 5, 15) == 2
assert min_ops(11, 9, 100) == 1

感谢阅读,祝你编程愉快!