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C语言版解法力扣题：将整数按权重排序

article 2024/12/27 2:53:58

1.题目描述

我们将整数 x 的权重定义为按照下述规则将 x 变成 1 所需要的步数：
如果 x 是偶数，那么 x = x / 2
如果 x 是奇数，那么 x = 3 * x + 1
比方说，x=3 的权重为 7 。因为 3 需要 7 步变成 1 （3 --> 10 --> 5 --> 16 --> 8 --> 4 --> 2 --> 1）。
给你三个整数 lo， hi 和 k 。你的任务是将区间 [lo, hi] 之间的整数按照它们的权重升序排序，如果大于等于 2 个整数有相同的权重，那么按照数字自身的数值升序排序。
请你返回区间 [lo, hi] 之间的整数按权重排序后的第 k 个数。
注意，题目保证对于任意整数 x （lo <= x <= hi），它变成 1 所需要的步数是一个 32 位有符号整数。

2.案例演示：

示例 1：

输入：lo = 12, hi = 15, k = 2
输出：13
解释：12 的权重为 9（12 --> 6 --> 3 --> 10 --> 5 --> 16 --> 8 --> 4 --> 2 --> 1）
13 的权重为 9
14 的权重为 17
15 的权重为 17
区间内的数按权重排序以后的结果为 [12,13,14,15] 。对于 k = 2 ，答案是第二个整数也就是 13 。
注意，12 和 13 有相同的权重，所以我们按照它们本身升序排序。14 和 15 同理。

示例 2：

输入：lo = 7, hi = 11, k = 4
输出：7
解释：区间内整数 [7, 8, 9, 10, 11] 对应的权重为 [16, 3, 19, 6, 14] 。
按权重排序后得到的结果为 [8, 10, 11, 7, 9] 。
排序后数组中第 4 个数字为 7 。

提示：

1 <= lo <= hi <= 1000
1 <= k <= hi - lo + 1

3.思路描述：

1.定义权重:
·权重是指将整数 x变为 1 所需的步骤数。根据题目规则:·如果 x是偶数，则 x=x/2。
·如果 x是奇数，则 x=3*x+1。
我们需要编写一个函数来计算每个整数的权重。
2.遍历区间:
遍历给定的区间[1o，hi]，计算每个整数的权重，并将其存储在一个数组中。
3. 排序:
对存储权重和对应数字的数组进行排序。排序的规则是:首先按权重升序排列。
如果权重相同，则按数字本身升序排列。.
4.返回结果
排序完成后，返回排序后的数组中第k个数字。

4.具体步骤:

1.计算权重的函数 :
创建一个函数 weight(int x)，使用循环来计算 x变为 1 所需的步骤数。

2.存储区间内的数字:
在 getKth(int 1o，int hi，int k)函数中，创建一个数组来存储区间[1o，hi]内的所有整数。

3. 排序:
使用C标准库中的 qsort 函数，定义一个比较函数来根据权重和数字进行排序。

4.获取第k 个数字:
排序完成后，直接返回数组中第 k-1个元素(因为数组索引从 0开始)

5.代码：

//计算权重函数
int weight(int x) {
    int steps = 0;
    while (x != 1) {
        if (x % 2 == 0) {
            x /= 2;
        } else {
            x = 3 * x + 1;
        }
        steps++;
    }
    return steps;
}

// 比较函数，用于排序
int compare(const void *a, const void *b) {
    int weightA = weight(*(int*)a);
    int weightB = weight(*(int*)b);
    if (weightA == weightB) {
        return (*(int*)a - *(int*)b); // 如果权重相同，按数字升序
    }
    return weightA - weightB; // 按权重升序
}

// 主函数：获取区间 [lo, hi] 内第 k 个数字按权重排序后的结果
int getKth(int lo, int hi, int k) {
    int n = hi - lo + 1; // 计算区间内数字的个数
    int numbers[n]; // 存储区间内的所有数字

    // 将区间内的数字存入数组
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        numbers[i] = lo + i;
    }

    // 使用 qsort 函数进行排序
    qsort(numbers, n, sizeof(int), compare);

    // 返回排序后的第 k 个数字
    return numbers[k - 1];
}