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用新随机生成的值替换数组中的重复值

algorithm

我下面有一个函数来自上个未解决的问题,该函数创建了一个具有n个值的数组。数组的总和等于$ max。

function randomDistinctPartition($n, $max) {
  $partition= array();
  for ($i = 1; $i < $n; $i++) {
    $maxSingleNumber = $max - $n;
    $partition[] = $number = rand(1, $maxSingleNumber);
    $max -= $number;
  }
  $partition[] = $max;
  return $partition;
}

例如:如果我设置$ n = 4和$ max =30。那么我应该得到以下内容。

array(5, 7, 10, 8);

但是,此功能未考虑重复项和0。我想要并且一直在尝试实现的是,生成一个具有 唯一 数字的数组,这些数组加起来等于我的预定变量 $ max
没有重复的数字没有0和/或负整数


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2020-07-28

共1个答案

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好的,这个问题实际上与线性序列有关。最小值为1时,请考虑以下顺序:

f(n) = 1 + 2 + ... + n - 1 + n

这样一个序列的总和等于:

f(n) = n * (n + 1) / 2

因此,对于n =
4,例如,总和为10。这意味着,如果选择4个不同的数字,则没有零且没有负数的最小总数为10。现在反过来:如果总数为10,且4个数字,则只有(1,2,3,4)的一种
组合

因此,首先您需要检查总数是否至少等于此下限。如果小于,则没有组合。如果相等,则只有一种组合。如果更高,它将变得更加复杂。

现在想象一下,您的约束总共是12个,包含4个数字。我们已经确定f(4)=10。但是,如果第一个(最低)数字为2,该怎么办?

2 + 3 + 4 + 5 = 14

因此,第一个数字不能大于1。您知道您的第一个数字。现在,您将生成一个由3个数字组成的序列,总数为11(即12-1)。

1 + 2 + 3 = 6
2 + 3 + 4 = 9
3 + 4 + 5 = 12

第二个数字必须为2,因为它不能为1。它不能为3,因为以3开头的三个数字的最小和为12,我们必须加到11。

现在我们发现两个数字加起来等于9(12-1-2),其中3是可能的最小值。

3 + 4 = 7
4 + 5 = 9

第三个数字可以是3或4。找到的第三个数字是固定的。两种可能的组合是:

1, 2, 3, 6
1, 2, 4, 5

您可以将其转换为通用算法。考虑以下递归实现:

$all = all_sequences(14, 4);
echo "\nAll sequences:\n\n";
foreach ($all as $arr) {
  echo implode(', ', $arr) . "\n";
}

function all_sequences($total, $num, $start = 1) {
  if ($num == 1) {
    return array($total);
  }
  $max = lowest_maximum($start, $num);
  $limit = (int)(($total - $max) / $num) + $start;
  $ret = array();
  if ($num == 2) {
    for ($i = $start; $i <= $limit; $i++) {
      $ret[] = array($i, $total - $i);
    }
  } else {
    for ($i = $start; $i <= $limit; $i++) {
      $sub = all_sequences($total - $i, $num - 1, $i + 1);
      foreach ($sub as $arr) {
        array_unshift($arr, $i);
        $ret[] = $arr;
      }
    }
  }
  return $ret;
}

function lowest_maximum($start, $num) {
  return sum_linear($num) + ($start - 1) * $num;
}

function sum_linear($num) {
  return ($num + 1) * $num / 2;
}

输出:

All sequences:

1, 2, 3, 8
1, 2, 4, 7
1, 2, 5, 6
1, 3, 4, 6
2, 3, 4, 5

一种实现是获取所有序列并随机选择一个。这样做的好处是可以对所有可能的组合进行平均加权,这对于您正在执行的操作可能有用或不必要。

如果元素总数大或数量大,将变得笨拙,在这种情况下,可以对上述算法进行修改,以返回从$start$limit而不是每个值的范围内的随机元素。

2020-07-28