C++经典算法问题：输油管道问题丨排序算法实战

Posted 2021-10-28 一起学编程

问题说明

某石油公司计划建造一条由东向西的主输油管道。 该管道要穿过一个有n 口油井的油田。 从每口油井都要有一条输油管道沿最短路经(或南或北)与主管道相连。 如果给定n口油井的位置,即它们的x 坐标（东西向）和y 坐标（南北向）, 应如何确定主管道的最优位置, 即使各油井到主管道之间的输油管道长度总和最小的位置?

功能说明

本程序用排序求中值的方法求解输油管道问题。

代码简述

通过用户输入数据（只输入油井数n、每个油井的y坐标）， 程序输入检测，动态分配空间，排序（使用快速排序）， 求出中间值，输出。

输出有以下两种情况：

（1）当n为奇数，则最优位置为y数组的第n/2个油井的y坐标

（2）当n为偶数，则最优位置为y数组的中间两个油井的y坐标的区间

代码示例

#include<iostream>

usingnamespacestd;

//油井y坐标指针

float* y =NULL;

//快速排序

voidquick_sort(intlow,inthigh)

{

if(low >= high)//结束标志

return;

intfirst = low;//低位下标

intlast = high;//高位下标

floatkey = y[first];//设第一个为基准

while(first < last)

{

//将比第一个小的移到前面

while(first < last && y[last] >= key)

last--;

if(first < last)

y[first++] = y[last];

//将比第一个大的移到后面

while(first < last && y[first] <= key)

first++;

if(first < last)

y[last--] = y[first];

}

//基准置位

y[first] = key;

//前半递归

quick_sort(low, first -1);

//后半递归

quick_sort(first +1, high);

}

intmain()

{

intn;//油井数

floatmid;//y数组的中间位置的数

floatminDistance =0;//各油井到主管道之间的管道长度总和最小位置

cout <<"---------------- 输油管问题 ----------------"<< endl;

cout <<"请输入油井数 n (n>=0)"<< endl;

//输入油井数

cin >> n;

//判断输入数据合法性，包括检查输入是否为数字，k值是否大于0

if(cin.fail() || n <0)

{

cout <<"输入n错误！"<< endl;

system("pause");

return0;

}

//分配n个y坐标存储空间

y =newfloat[n];

cout <<"请输入"<< n <<"个油井的 y 坐标（用空格隔开）"<< endl;

//输入油井的 y 坐标

for(autoi =0; i < n; i++)

{

cin >> y[i];

}

//判断输入数据合法性

if(cin.fail())

{

cout <<"输入y坐标错误！"<< endl;

system("pause");

return0;

}

//运用快速排序对y坐标数组进行排序

quick_sort(0, n -1);

//计算y数组的中间位置的数

mid = y[n /2];

//计算各个油井到主输油管的长度之和

for(autoi =0; i < n; i++)

{

minDistance +=abs(y[i] - mid);

}

//显示输出

cout <<"------------------------------------------------"<< endl;

//判断油井奇偶，做不同的输出

if(n &1)

{

//n为奇数，则最优位置为y数组的第n/2个油井的y坐标

cout <<"主管道的最优位置为：y ="<< mid << endl;

}

else

{

//n为偶数，则最优位置为y数组的中间两个油井的y坐标的区间

cout <<"主管道的最优位置为：y = ["<< y[n /2-1] <<","<< mid <<"]"<< endl;

}

//输出各油井到主管道之间的管道总长度

cout <<"各油井到主管道之间的管道总长度为："<< minDistance << endl;

cout <<"------------------------------------------------"<< endl;

//暂停查看结果

system("pause");

//释放内存

delete[]y;

//指针置空

y =NULL;

return0;

}

今天的分享就到这里了，大家要好好学C++哟~

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