【2024年华为OD机试】(B卷,100分)- 求最小步数 (Java JS PythonC/C++)

一、问题描述
题目描述
求从坐标零点到坐标点 n 的最小步数,一次只能沿横坐标轴向左或向右移动 2 或 3。
注意:途径的坐标点可以为负数。
输入描述
坐标点 n
输出描述
输出从坐标零点移动到坐标点 n 的最小步数。
备注
1 <= n <= 10^9
用例
用例 1
输入:
4
输出:
2
说明:
从坐标零点移动到 4,最小需要两步,即右移 2,再右移 2。
题目解析
题目要求我们找到将数字 n 分解为若干个 2 和 3 的和,使得分解后的项数最少。通过观察小数量级的例子,我们可以总结出以下规律:
1. 小数量级的规律
从 n = 1 到 n = 16 的分解情况如下:
| n | 分解方式 | 最少步数 |
|---|---|---|
| 1 | -2 + 3 | 2 |
| 2 | 2 | 1 |
| 3 | 3 | 1 |
| 4 | 2 + 2 | 2 |
| 5 | 3 + 2 | 2 |
| 6 | 3 + 3 | 2 |
| 7 | 3 + 2 + 2 | 3 |
| 8 | 3 + 3 + 2 | 3 |
| 9 | 3 + 3 + 3 | 3 |
| 10 | 3 + 3 + 2 + 2 | 4 |
| 11 | 3 + 3 + 3 + 2 | 4 |
| 12 | 3 + 3 + 3 + 3 | 4 |
| 13 | 3 + 3 + 3 + 2 + 2 | 5 |
| 14 | 3 + 3 + 3 + 3 + 2 | 5 |
| 15 | 3 + 3 + 3 + 3 + 3 | 5 |
| 16 | 3 + 3 + 3 + 3 + 2 + 2 | 6 |
2. 规律总结
从 n >= 4 开始,我们可以总结出以下规律:
-
每增加 3,最少步数增加 1:
- 例如:
n = 4的最少步数是 2。n = 7的最少步数是 3。n = 10的最少步数是 4。
- 这是因为每增加 3,相当于增加一个
3,而3的分解步数为 1。
- 例如:
-
分解中的
2和3的作用:- 如果分解中存在
2,那么n + 1可以通过将2替换为3来实现,此时最少步数保持不变。- 例如:
n = 4的分解是2 + 2,最少步数是 2。n = 5的分解是3 + 2,最少步数仍然是 2。
- 例如:
- 如果分解中不存在
2,那么n + 1需要通过将3替换为2 + 2来实现,此时最少步数增加 1。- 例如:
n = 6的分解是3 + 3,最少步数是 2。n = 7的分解是3 + 2 + 2,最少步数增加到 3。
- 例如:
- 如果分解中存在
3. 通用规律
对于任意 n >= 4,最少步数可以通过以下方式计算:
-
计算
n除以 3 的商和余数:- 设
n = 3 * k + r,其中k是商,r是余数(r = 0, 1, 2)。 - 如果
r = 0,则最少步数为k。 - 如果
r = 1,则最少步数为k - 1 + 2(将最后一个3替换为2 + 2)。 - 如果
r = 2,则最少步数为k + 1。
- 设
-
特殊情况:
- 对于
n = 1,需要特殊处理,因为无法直接用2和3分解。 - 对于
n = 2和n = 3,最少步数分别为 1。
- 对于
4. 示例验证
示例 1:n = 7
- 分解方式:
3 + 2 + 2。 - 最少步数:3。
- 验证:
7 = 3 * 2 + 1,余数r = 1。- 最少步数 =
2 - 1 + 2 = 3。
示例 2:n = 10
- 分解方式:
3 + 3 + 2 + 2。 - 最少步数:4。
- 验证:
10 = 3 * 3 + 1,余数r = 1。- 最少步数 =
3 - 1 + 2 = 4。
示例 3:n = 12
- 分解方式:
3 + 3 + 3 + 3。 - 最少步数:4。
- 验证:
12 = 3 * 4 + 0,余数r = 0。- 最少步数 =
4。
5. 总结
通过观察小数量级的例子,我们可以总结出以下规律:
- 对于
n >= 4,最少步数与n除以 3 的商和余数有关。 - 如果余数为 0,最少步数为商。
- 如果余数为 1,最少步数为商减 1 加 2。
- 如果余数为 2,最少步数为商加 1。
这种规律可以帮助我们快速计算任意 n 的最少步数,而无需逐个分解。
如果有其他问题,欢迎随时提问!
二、JavaScript算法源码
以下是 JavaScript 代码 的详细中文注释和逻辑讲解:
代码
/* JavaScript Node ACM模式 控制台输入获取 */
const readline = require("readline");// 创建 readline 接口实例
const rl = readline.createInterface({input: process.stdin, // 输入流为标准输入output: process.stdout, // 输出流为标准输出
});// 监听输入事件
rl.on("line", (line) => {// 将输入转换为整数并调用 getResult 函数console.log(getResult(parseInt(line)));
});// 计算最少步数的函数
function getResult(n) {// 处理特殊情况if (n == 1) return 2; // n=1 时,最少步数为 2if (n == 2) return 1; // n=2 时,最少步数为 1if (n == 3) return 1; // n=3 时,最少步数为 1// 基础步数let base = 2; // 从 n=4 开始,最少步数为 2// 计算 n >= 4 时的最少步数return Math.floor((n - 4) / 3) + base;
}
代码逻辑讲解
1. 输入处理
- 使用
readline模块创建一个接口实例rl,用于从控制台读取输入。 - 监听
line事件,当用户输入一行内容时,触发回调函数。 - 在回调函数中:
- 将输入内容
line转换为整数n。 - 调用
getResult(n)函数计算最少步数,并输出结果。
- 将输入内容
2. 最少步数计算
- 特殊情况处理:
- 当
n = 1时,最少步数为2(因为1 = -2 + 3)。 - 当
n = 2时,最少步数为1(因为2 = 2)。 - 当
n = 3时,最少步数为1(因为3 = 3)。
- 当
- 通用规律:
- 对于
n >= 4,最少步数的计算方式为:- 基础步数
base = 2(从n = 4开始,最少步数为 2)。 - 每增加 3,最少步数增加 1。
- 公式:
Math.floor((n - 4) / 3) + base。
- 基础步数
- 对于
3. 公式推导
- 从
n = 4开始:n = 4:最少步数为2。n = 5:最少步数为2。n = 6:最少步数为2。n = 7:最少步数为3。n = 8:最少步数为3。n = 9:最少步数为3。n = 10:最少步数为4。- 以此类推。
- 规律:
- 每增加 3,最少步数增加 1。
- 公式:
Math.floor((n - 4) / 3) + base。
4. 示例验证
示例 1:n = 4
- 计算:
Math.floor((4 - 4) / 3) + 2 = 0 + 2 = 2。
- 结果:
- 最少步数为
2(符合4 = 2 + 2)。
- 最少步数为
示例 2:n = 7
- 计算:
Math.floor((7 - 4) / 3) + 2 = 1 + 2 = 3。
- 结果:
- 最少步数为
3(符合7 = 3 + 2 + 2)。
- 最少步数为
示例 3:n = 10
- 计算:
Math.floor((10 - 4) / 3) + 2 = 2 + 2 = 4。
- 结果:
- 最少步数为
4(符合10 = 3 + 3 + 2 + 2)。
- 最少步数为
总结
- 功能:计算将数字
n分解为若干个2和3的和,使得分解后的项数最少。 - 核心逻辑:
- 处理特殊情况(
n = 1, 2, 3)。 - 对于
n >= 4,使用公式Math.floor((n - 4) / 3) + base计算最少步数。
- 处理特殊情况(
- 适用场景:需要将数字分解为
2和3的和,且要求分解项数最少的场景。 - 注意事项:
- 输入必须为正整数。
- 对于
n = 1,需要特殊处理。
如果有其他问题,欢迎随时提问!
三、Java算法源码
以下是 Java 代码 的详细中文注释和逻辑讲解:
代码
import java.util.Scanner; // 导入 Scanner 类,用于读取输入public class Main {public static void main(String[] args) {// 创建 Scanner 对象,用于读取控制台输入Scanner sc = new Scanner(System.in);// 读取输入的整数 nint n = sc.nextInt();// 调用 getResult 方法计算最少步数,并输出结果System.out.println(getResult(n));}// 计算最少步数的方法public static int getResult(int n) {// 处理特殊情况if (n == 1) return 2; // n=1 时,最少步数为 2(-2 + 3)if (n == 2) return 1; // n=2 时,最少步数为 1(2)if (n == 3) return 1; // n=3 时,最少步数为 1(3)// 基础步数int base = 2; // 从 n=4 开始,最少步数为 2// 计算 n >= 4 时的最少步数return (n - 4) / 3 + base;}
}
代码逻辑讲解
1. 输入处理
- 使用
Scanner类从控制台读取输入。 - 通过
sc.nextInt()读取一个整数n,表示需要分解的数字。
2. 最少步数计算
- 特殊情况处理:
- 当
n = 1时,最少步数为2(因为1 = -2 + 3)。 - 当
n = 2时,最少步数为1(因为2 = 2)。 - 当
n = 3时,最少步数为1(因为3 = 3)。
- 当
- 通用规律:
- 对于
n >= 4,最少步数的计算方式为:- 基础步数
base = 2(从n = 4开始,最少步数为 2)。 - 每增加 3,最少步数增加 1。
- 公式:
(n - 4) / 3 + base。
- 基础步数
- 对于
3. 公式推导
- 从
n = 4开始:n = 4:最少步数为2。n = 5:最少步数为2。n = 6:最少步数为2。n = 7:最少步数为3。n = 8:最少步数为3。n = 9:最少步数为3。n = 10:最少步数为4。- 以此类推。
- 规律:
- 每增加 3,最少步数增加 1。
- 公式:
(n - 4) / 3 + base。
4. 示例验证
示例 1:n = 4
- 计算:
(4 - 4) / 3 + 2 = 0 + 2 = 2。
- 结果:
- 最少步数为
2(符合4 = 2 + 2)。
- 最少步数为
示例 2:n = 7
- 计算:
(7 - 4) / 3 + 2 = 1 + 2 = 3。
- 结果:
- 最少步数为
3(符合7 = 3 + 2 + 2)。
- 最少步数为
示例 3:n = 10
- 计算:
(10 - 4) / 3 + 2 = 2 + 2 = 4。
- 结果:
- 最少步数为
4(符合10 = 3 + 3 + 2 + 2)。
- 最少步数为
总结
- 功能:计算将数字
n分解为若干个2和3的和,使得分解后的项数最少。 - 核心逻辑:
- 处理特殊情况(
n = 1, 2, 3)。 - 对于
n >= 4,使用公式(n - 4) / 3 + base计算最少步数。
- 处理特殊情况(
- 适用场景:需要将数字分解为
2和3的和,且要求分解项数最少的场景。 - 注意事项:
- 输入必须为正整数。
- 对于
n = 1,需要特殊处理。
如果有其他问题,欢迎随时提问!
四、Python算法源码
以下是 Python 代码 的详细中文注释和逻辑讲解:
代码
# 输入获取
n = int(input()) # 从控制台读取输入的整数 n# 算法入口
def getResult():# 处理特殊情况if n == 1:return 2 # n=1 时,最少步数为 2(-2 + 3)if n == 2:return 1 # n=2 时,最少步数为 1(2)if n == 3:return 1 # n=3 时,最少步数为 1(3)# 基础步数base = 2 # 从 n=4 开始,最少步数为 2# 计算 n >= 4 时的最少步数return (n - 4) // 3 + base# 算法调用
print(getResult()) # 调用 getResult 函数并输出结果
代码逻辑讲解
1. 输入处理
- 使用
input()函数从控制台读取输入,并通过int()将输入转换为整数n。
2. 最少步数计算
- 特殊情况处理:
- 当
n = 1时,最少步数为2(因为1 = -2 + 3)。 - 当
n = 2时,最少步数为1(因为2 = 2)。 - 当
n = 3时,最少步数为1(因为3 = 3)。
- 当
- 通用规律:
- 对于
n >= 4,最少步数的计算方式为:- 基础步数
base = 2(从n = 4开始,最少步数为 2)。 - 每增加 3,最少步数增加 1。
- 公式:
(n - 4) // 3 + base。
- 基础步数
- 对于
3. 公式推导
- 从
n = 4开始:n = 4:最少步数为2。n = 5:最少步数为2。n = 6:最少步数为2。n = 7:最少步数为3。n = 8:最少步数为3。n = 9:最少步数为3。n = 10:最少步数为4。- 以此类推。
- 规律:
- 每增加 3,最少步数增加 1。
- 公式:
(n - 4) // 3 + base。
4. 示例验证
示例 1:n = 4
- 计算:
(4 - 4) // 3 + 2 = 0 + 2 = 2。
- 结果:
- 最少步数为
2(符合4 = 2 + 2)。
- 最少步数为
示例 2:n = 7
- 计算:
(7 - 4) // 3 + 2 = 1 + 2 = 3。
- 结果:
- 最少步数为
3(符合7 = 3 + 2 + 2)。
- 最少步数为
示例 3:n = 10
- 计算:
(10 - 4) // 3 + 2 = 2 + 2 = 4。
- 结果:
- 最少步数为
4(符合10 = 3 + 3 + 2 + 2)。
- 最少步数为
总结
- 功能:计算将数字
n分解为若干个2和3的和,使得分解后的项数最少。 - 核心逻辑:
- 处理特殊情况(
n = 1, 2, 3)。 - 对于
n >= 4,使用公式(n - 4) // 3 + base计算最少步数。
- 处理特殊情况(
- 适用场景:需要将数字分解为
2和3的和,且要求分解项数最少的场景。 - 注意事项:
- 输入必须为正整数。
- 对于
n = 1,需要特殊处理。
如果有其他问题,欢迎随时提问!
五、C/C++算法源码:
以下是 C 语言代码 和 C++ 代码 的详细中文注释和逻辑讲解:
C 语言代码
#include <stdio.h> // 引入标准输入输出库int main() {int n; // 定义变量 n,用于存储输入的数字scanf("%d", &n); // 从控制台读取输入的整数 nint ans; // 定义变量 ans,用于存储计算结果// 使用 switch 语句处理不同情况switch (n) {case 1:ans = 2; // n=1 时,最少步数为 2(-2 + 3)break;case 2:ans = 1; // n=2 时,最少步数为 1(2)break;case 3:ans = 1; // n=3 时,最少步数为 1(3)break;default:ans = (n - 4) / 3 + 2; // n >= 4 时,使用公式计算最少步数}printf("%d\n", ans); // 输出结果return 0; // 程序正常结束
}
C++ 代码
#include <iostream> // 引入输入输出流库
using namespace std; // 使用标准命名空间int main() {int n; // 定义变量 n,用于存储输入的数字cin >> n; // 从控制台读取输入的整数 nint ans; // 定义变量 ans,用于存储计算结果// 使用 switch 语句处理不同情况switch (n) {case 1:ans = 2; // n=1 时,最少步数为 2(-2 + 3)break;case 2:ans = 1; // n=2 时,最少步数为 1(2)break;case 3:ans = 1; // n=3 时,最少步数为 1(3)break;default:ans = (n - 4) / 3 + 2; // n >= 4 时,使用公式计算最少步数}cout << ans << endl; // 输出结果return 0; // 程序正常结束
}
代码逻辑讲解
1. 输入处理
- C 语言:
- 使用
scanf("%d", &n)从控制台读取输入的整数n。
- 使用
- C++:
- 使用
cin >> n从控制台读取输入的整数n。
- 使用
2. 最少步数计算
- 特殊情况处理:
- 当
n = 1时,最少步数为2(因为1 = -2 + 3)。 - 当
n = 2时,最少步数为1(因为2 = 2)。 - 当
n = 3时,最少步数为1(因为3 = 3)。
- 当
- 通用规律:
- 对于
n >= 4,最少步数的计算方式为:- 基础步数
2(从n = 4开始,最少步数为 2)。 - 每增加 3,最少步数增加 1。
- 公式:
(n - 4) / 3 + 2。
- 基础步数
- 对于
3. 公式推导
- 从
n = 4开始:n = 4:最少步数为2。n = 5:最少步数为2。n = 6:最少步数为2。n = 7:最少步数为3。n = 8:最少步数为3。n = 9:最少步数为3。n = 10:最少步数为4。- 以此类推。
- 规律:
- 每增加 3,最少步数增加 1。
- 公式:
(n - 4) / 3 + 2。
4. 示例验证
示例 1:n = 4
- 计算:
(4 - 4) / 3 + 2 = 0 + 2 = 2。
- 结果:
- 最少步数为
2(符合4 = 2 + 2)。
- 最少步数为
示例 2:n = 7
- 计算:
(7 - 4) / 3 + 2 = 1 + 2 = 3。
- 结果:
- 最少步数为
3(符合7 = 3 + 2 + 2)。
- 最少步数为
示例 3:n = 10
- 计算:
(10 - 4) / 3 + 2 = 2 + 2 = 4。
- 结果:
- 最少步数为
4(符合10 = 3 + 3 + 2 + 2)。
- 最少步数为
总结
- 功能:计算将数字
n分解为若干个2和3的和,使得分解后的项数最少。 - 核心逻辑:
- 处理特殊情况(
n = 1, 2, 3)。 - 对于
n >= 4,使用公式(n - 4) / 3 + 2计算最少步数。
- 处理特殊情况(
- 适用场景:需要将数字分解为
2和3的和,且要求分解项数最少的场景。 - 注意事项:
- 输入必须为正整数。
- 对于
n = 1,需要特殊处理。
如果有其他问题,欢迎随时提问!
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华硕笔记本终极性能控制指南:用G-Helper完全替代Armoury Crate 【免费下载链接】g-helper Lightweight Armoury Crate alternative for Asus laptops with nearly the same functionality. Works with ROG Zephyrus, Flow, TUF, Strix, Scar, ProArt, Vivobook, Zen…...
AI写的论文双率如何压到20%以下?这几款工具实测有效
毕业季、投稿季用AI写论文已经成为不少人的高效选择,但查重率飘红、AIGC疑似率超标两大问题,让很多人犯了难。2026年学术检测标准持续收紧,知网、维普及主流AIGC检测系统同步上线双检规则,两项指标均控制在20%以下才符合基本提交要…...
为Claude Code配置稳定API源并解决访问限制
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手把手教你用Mind+和Blynk,让手机轻松遥控掌控板(含自建服务器避坑指南)
从零搭建物联网控制平台:Mind与Blynk深度整合实战 当你第一次尝试用手机控制硬件设备时,那种"隔空取物"的奇妙感总会让人兴奋不已。想象一下,躺在沙发上就能调节书桌上的智能台灯亮度,或者在外出时随时查看家中的温湿度…...
高精度光照检测
光线检测仪,kotlin开发,调用手机感光模块检测室内外光照强度,用途多多,我主要用途孩子写作业检测光照保护视力。 食用方法∶打开即测,速度快,无广告,手机平视即可,无须直视光线。 买…...
解决方法:庐山派K230接串口没识别到端口问题
一、插入usb转串口工具之前二、插入usb转串口工具之后三、解决方法说明:🔍 核心原因:USB Serial 设备,没有被识别为 COM 口你现在看到的 USB Serial,说明开发板已经正常启动了,USB 也被电脑识别到了&#x…...
实战对比:用直方图均衡化与CLAHE拯救你的背光/过曝照片(附Python完整代码)
拯救逆光废片:直方图均衡化与CLAHE的实战效果对比每次旅行回来整理照片时,总会有几张因为光线问题几乎要删除的废片——要么是逆光下的人脸黑得看不清五官,要么是天空过曝失去所有云层细节。这些照片往往记录着重要时刻,直接删除实…...
