数组分割（2023省蓝桥杯）n种讨论 JAVA
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- 1、题目描述：
- 2、前言：
- 3、动态规划（bug)：
- 3、递归 + 剪枝（超时）：
- 4、数学（正解）：
1、题目描述：
小蓝有一个长度为 N 的数组 A = [A0, A1,…, AN−1]。现在小蓝想要从 A 对应的数组下标所构成的集合 I = {0, 1,
2, . . . , N − 1} 中找出一个子集 R1，那么 R1在 I 中的补集为 R2。记 S1=∑r∈R1Ar，S2
=∑r∈R2Ar，我们要求 S1 和 S2 均为偶数，请问在这种情况下共有多少种不同的 R1。当 R1 或 R2 为空集时我们将 S1 或 S2 视为 0。 输入格式 第一行一个整数 T，表示有 T 组数据。 接下来输入 T 组数据，每组数据包含两行：第一行一个整数 N，表示数组
A 的长度；第二行输入 N 个整数从左至右依次为 A0, A1, . . . , AN−1，相邻元素之间用空格分隔。 输出格式
对于每组数据，输出一行，包含一个整数表示答案，答案可能会很大，你需要将答案对1000000007 进行取模后输出。
样例输入:
2
2
6 6
2
1 6
样例输出:
4
0
[提示]
对于第一组数据，答案为 4。（注意：大括号内的数字表示元素在数组中的下标。）
R1 = {0}, R2 = {1}；此时 S1 = A0 = 6 为偶数, S2 = A1 = 6 为偶数。
R1 = {1}, R2 = {0}；此时 S1 = A1 = 6 为偶数, S2 = A0 = 6 为偶数。
R1 = {0, 1}, R2 = {}；此时 S1 = A0 + A1 = 12 为偶数, S2 = 0 为偶数。
R1 = {}, R2 = {0, 1}；此时 S1 = 0 为偶数, S2 = A0 + A1 = 12 为偶数。
对于第二组数据，无论怎么选择，都不满足条件，所以答案为 0。
对于 20% 的评测用例，1 ≤ N ≤ 10。
对于 40% 的评测用例，1 ≤ N ≤ 10^2。
对于 100% 的评测用例，1 ≤ T ≤ 10, 1 ≤ N ≤ 103 , 0 ≤ Ai ≤ 10^9。
2、前言：
这题考完蓝桥杯之后，自闭地看着答案整理过一遍，当时一度认为只能用数学方法做，而且当时也意识到自己见识太少，所以这俩月一直在埋头苦刷暂避锋芒。这不，这两天感觉自己又行了再来回顾本题，看看能否用新的算法做，以下是思考结果：
3、动态规划（bug)：
最开始想到的就是用动态规划解决本题，虽然动态规划学的不熟，但是有思路就能写出来，本题还是不建议用动态规划解因为题目给的数据太大，非常容易爆数组。
1、本题与01背包有些许相似所以用01背包思想试解
2、dp[ i ][ j ] = n即：考虑前i个元素挑选出的元素和为j的方案数为n
3、初始化dp[i][0] = 1,考虑前i个元素，和为0的方案数为什么都不选1种
4、对于元素i无非选与不选两种，dp[i][j]=dp[i - 1][j] + dp[i - 1][j - nums[j]],前提是j >= nums[j]
5、最后取所有dp[len][j]且j是偶数的元素即可
错误代码1：
import java.util.*;
public class Text2{//继承父类Jframe，获取父类方法
public static int mod = 1000000007;
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int n = sc.nextInt();
for(int i = 0; i < n; i ++) {
int len = sc.nextInt();
int nums[] = new int[len + 1];
for(int j = 1; j <= len; j ++) nums[j] = sc.nextInt();
System.out.println(dfs(nums, len));
}
}
public static int dfs(int nums[], int len) {
int num = 0;
for(int j = 1; j <= len; j ++) num = num + nums[j];
if(num % 2 != 0) return 0;
int dp[][] = new int[len + 1][num + 1];
for(int i = 0; i <= len; i ++) dp[i][0] = 1;
int cnt = 1;
for(int i = 1; i <= len; i ++) {
for(int j = 1; j <= num; j ++) {
dp[i][j] = dp[i - 1][j];
if(j >= nums[i])
dp[i][j] = dp[i][j] + dp[i - 1][j - nums[i]];
if(i == len && j % 2 == 0) {
cnt = cnt + dp[i][j];
System.out.println(i + " " + j + " " + dp[i][j]);
}
}
}
return cnt;
}
}
想着用一维数组优化
错误代码1优化版：
import java.util.*;
public class Text1{//继承父类Jframe，获取父类方法
public static int mod = 1000000007;
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int n = sc.nextInt();
for(int i = 0; i < n; i ++) {
int len = sc.nextInt();
int nums[] = new int[len + 1];
for(int j = 1; j <= len; j ++) nums[j] = sc.nextInt();
System.out.println(dfs(nums, len));
}
}
public static int dfs(int nums[], int len) {
int num = 0;
for(int j = 1; j <= len; j ++) num = num + nums[j];
if(num % 2 != 0) return 0;
int dp[] = new int[num + 1];
dp[0] = 1;//考虑前0件元素得到0的方法有1个
int cnt = 1;
for(int j = 1; j <= len; j ++)//考虑前len个元素
for(int z = num; z >= nums[j]; z --)
{
dp[z] = dp[z] + dp[z - nums[j]];
if(j == len && z % 2 == 0 && (num - z) % 2 == 0) cnt = (cnt + dp[z]) % mod;
}
return cnt;
}
}
解题思路：
为什么看着思路没问题题，但却还是错误代码呢，因为题目的数据含有0！！！
以正常没有0的[2, 4]为例子：
动态规划需要通过数组迭代，对于元素i无非就是选与不选但当元素nums[i] = 0的时候，选了与没选是不确定的其无法从初始dp[0][0]迭代过来以有0的[0, 2]为例子：
元素无法从dp[0][0]迭代出去，形成了不通路。
值得一提的是优化代码错误更多
以[2, 2, 4]为例，未优化与优化代码数组迭代过程如下：
由于一维数组从后往前遍历dp[3][2]虽然符合条件但是无法从dp[2][2]迭代下来（2 < 4)
如果数据范围>0的话动态规划还是能在不爆数组的情况下都对的以下是产生随机数据的代码以及测试结果
代码：
import java.awt.print.Printable;
import java.util.*;
public class Text4{
public static int mod = 1000000007;
public static void main(String[] args) {
for(int i = 0; i < 1000; i ++) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int len = new Random().nextInt(1000) + 1;
// int len = sc.nextInt();
int nums[] = new int[len + 1];
for(int j = 1; j <= len; j ++)
// nums[j] = sc.nextInt();
nums[j] = new Random().nextInt(1000) + 1;
boolean flag = (dfs(nums, len) == ddffs(nums, len));
System.out.println(flag);
if(!flag) {
print(nums, dfs(nums, len), ddffs(nums, len));
return;
}
}
}
public static int dfs(int nums[], int len) {
int num = 0;
for(int j = 1; j <= len; j ++) num = num + nums[j];
if(num % 2 != 0) return 0;
int dp[][] = new int[len + 1][num + 1];
for(int i = 0; i <= len; i ++) dp[i][0] = 1;
int cnt = 1;
for(int i = 1; i <= len; i ++)
for(int j = 1; j <= num; j ++) {
dp[i][j] = dp[i - 1][j];
if(j >= nums[i])
dp[i][j] = (dp[i][j] + dp[i - 1][j - nums[i]]) % mod;
if(i == len && j % 2 == 0) cnt = (cnt + dp[i][j]) % mod;
}
return cnt;
}
public static int ddffs(int a[], int m) {
int L = 0, J = 0;
for(int i = 1; i <= m; i ++)
if(a[i] % 2 == 0) L ++;
else J ++;
if(J % 2 != 0) return 0;
else {
if(J == 0) J = 1;
return (int)(Math.pow(2, L) * Math.pow(2, J - 1) % mod);
}
}
public static void print(int a[], int b, int c) {
System.out.println(a.length - 1 + " " + b + " " + c);
for(int i = 1; i < a.length; i ++) System.out.print(a[i] + " ");
}
}
好动态规划到此宣布破产
3、递归 + 剪枝（超时）：
考试的时候就是用递归做的，但是太傻比了，退出条件不对，我早就应该知道递归的每条路径就是一种遍历情况，当时以及昨天我却在分枝上找答案太傻逼了，答案应该在递归末尾节点找。
太傻比了之前用递归一直是在分支上找答答案，跟本没啥意义，再加上有0的出现我一直以为本题不能用常规递归做，用什么分治思想之类的。。。刚在才醒悟过来，把递归图画了以下才醒悟，根本没必要那么复杂直接在递归末尾节点判断就行了
每个元素都是选与不选两种情况，从首节点到任意末尾节点都是一条路径，本题来说是选元素的其中一种选法，只需要判断满不满足题意就行了，太傻比了希望以后不要再犯这种错误了！
代码：
import java.util.Scanner;
public class Text6 {//继承父类Jframe，获取父类方法
public static int mod = 1000000007;
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int m = sc.nextInt();
for(int j = 0; j < m; j ++) {
long sum = 0;
int n = sc.nextInt();
int nums[] = new int[n];
for(int i = 0; i < n; i ++) {
nums[i] = sc.nextInt();
sum = sum + nums[i];
}
if(sum % 2 == 0)
System.out.println(dfs(nums, n, 0, 0));
else
System.out.println(0);
}
}
public static int dfs(int nums[], int len, int i, long sum) {
if(i == len) {
if(sum % 2 == 0) return 1;
return 0;
}
int choosethis = dfs(nums, len, i + 1, sum + nums[i]) % mod;
int notchoose = dfs(nums, len, i + 1, sum) % mod;
return (choosethis + notchoose) % mod;
}
}
超时是意料之内，剪一下枝即可
优化代码：
用二维数组可能会爆掉，用大杀器其map应该就能拿下本题：
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;
public class Text7 {
public static Map<String, Integer> map;
public static int mod = 1000000007;
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int m = sc.nextInt();
for(int j = 0; j < m; j ++) {
map = new HashMap<String, Integer>();
long sum = 0;
int n = sc.nextInt();
int nums[] = new int[n];
for(int i = 0; i < n; i ++) {
nums[i] = sc.nextInt();
sum = sum + nums[i];
}
if(sum % 2 == 0)
System.out.println(dfs(nums, n, 0, 0));
else
System.out.println(0);
}
}
public static int dfs(int nums[], int len, int i, long sum) {
if(map.containsKey(i + " " + sum)) return map.get(i + " " + sum);
if(i == len) {
if(sum % 2 == 0) return 1;
return 0;
}
int choosethis = dfs(nums, len, i + 1, sum + nums[i]) % mod;
int notchoose = dfs(nums, len, i + 1, sum) % mod;
map.put(i + " " + sum, (choosethis + notchoose) % mod);
return (choosethis + notchoose) % mod;
}
}
看一下成果！
我真是热烈的测了好几遍一个样，要么测试的地方不行，要么map查表和剪纸的部分正负得零，反正麻了
算了不重要了，最后再说一下为什么递归不会被0影响，这从递归图可以看出来
递归每条路径都是一个选择情况，即使两个0也可以清楚看出所有情况。
4、数学（正解）：
详细解析在这里：
2023年第十四届蓝桥杯JavaB组省赛真题及解析