【面试题】一个号称BAT算法题

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  2 //  有限状态机.cpp
  3 //  TestAllThings
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  5 //  Created by 彭威 on 15/7/28.
  6 //  Copyright © 2015年 NJU. All rights reserved.
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  8 /*
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 10  [我也带来一波节奏]既然想reroll码农的这么多，那来做个游戏吧，真实BAT面试(37楼以后各路高玩出现)
 11  发这个没有别的意思
 12  有很多转行/自学/经验少的旁友很好奇真正的面试题是什么样子的，也想检验下自己什么水平
 13  正好最近朋友给我看了这个真实的例子，就发来给大家看看
 14  本题不涉及任何特定的算法，数学与专门的理论知识
 15  考察的是基本的逻辑思维，抽象思维，基本的算法分析与动手能力
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 18  如图有限状态机
 19  A，B，C三个状态
 20  从左边start进入A开始运行，到达最右边的end状态结束
 21  每个状态节点有若干条边来标识状态转换的路径
 22  每个边上的符号代表一个概率p，表示到达这个节点后有p的概率走这条路线
 23  概率值精确到2位小数
 24  每个状态所有出去的路径概率之和为1
 25  比如a1+a2+a3+a4=1
 26  每到达一个状态后输出该状态的字母
 27  如果到达end则停止输出
 28  那么根据这个规则，可以随机输出一系列字符串，例如：
 29  AABC
 30  ABCCCAABC
 31  等等
 32  
 33  问题：
 34  1. 写一个程序实现上述字符串输出
 35  2. 给定一个字符串长度N，写一个函数计算1中的算法最终输出字符串长度为N的概率。
 36  3. 给出2中算法的复杂度，是否有优化方法。
 37  4. 快下班的时候，boss：小李啊，客户突然有个需求，要通过读取配置文件得到状态机信息，改下你的程序以支持用户输入的任意状态机，改完了再走吧，打车公司报销
 38  
 39  要求：
 40  手写代码
 41  编码限时15分钟 (只要有核心功能即可，标准库随便用)
 42  复杂度什么的写完代码再慢慢聊
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 44  
 45  
 46  */
 47 #include <iostream>
 48 #include <stdlib.h>
 49 #include <vector>
 50 #include <string>
 51 
 52 #define Rand ((double)arc4random() / 0x100000000)
 53 
 54 using namespace std;
 55 static const int n = 4;
 56 static const double p[n][n] = {
 57     0.1,0.2,0.3,0.4,
 58     0.2,0.3,0.4,0.1,
 59     0.3,0.4,0.1,0.2,
 60     0  ,0  ,0  ,0
 61 };
 62 char print[n] = {‘A‘,‘B‘,‘C‘,‘\n‘};
 63 class AutoStep {
 64     int current;
 65 public:
 66     AutoStep(int start=0):current(start){};
 67     string start(){
 68         string result;
 69         result.push_back(print[current]);
 70         while (!isEnd()) {
 71             current = makeChoice();
 72             result.push_back(print[current]);
 73         }
 74         return result;
 75     }
 76 protected:
 77     bool isEnd(){
 78         return (n-1) == current;
 79     }
 80     int makeChoice(){
 81         vector<double> pro(n);
 82         pro[0] = probability(current,0);
 83         for (int i = 1; i < n; i++) {
 84             pro[i] = pro[i-1] + probability(current,i);
 85         }
 86         auto iter = lower_bound(pro.begin(), pro.end(), Rand);
 87         return (int)(iter - pro.begin());
 88     }
 89     double probability(int i,int j){
 90         return p[i][j];
 91     }
 92 };
 93 template <typename T>
 94 class Matrix {
 95 private:
 96     T **m;
 97     T *m0;
 98     unsigned int n;
 99     unsigned int K;
100     
101 public:
102     Matrix(unsigned int _n,const T *a){
103         const T *p=a;
104         init(_n);
105         for (int i=0; i<n; i++)
106             for (int j=0; j<n; j++) {
107                 m[i][j]=*p++;
108             }
109         
110     }
111     Matrix(unsigned int _n){
112         init(_n);
113     };
114     void init(unsigned int _n){
115         n=_n;
116         m = new T*[n];
117         m0= new T[n*n];
118         for (int i=0;i<n*n;i++)m0[i]=0;
119         for (int i=0;i<n; i++){
120             m[i]=&(m0[i*n]);
121         }
122     }
123     Matrix(const Matrix& r){
124         init(r.n);
125         for (int i=0; i<n; i++)
126             for (int j=0; j<n; j++) {
127                 m[i][j]=r.m[i][j];
128             }
129     }
130     
131     Matrix& operator=(const Matrix& r){
132         for (int i=0; i<n; i++)
133             for (int j=0; j<n; j++) {
134                 m[i][j]=r.m[i][j];
135             }
136         return *this;
137     }
138     Matrix& operator%=(unsigned long long r){
139         for (int i=0; i<n; i++)
140             for (int j=0; j<n; j++) {
141                 m[i][j]%=r;
142             }
143         return *this;
144     }
145     Matrix& operator+=(const Matrix& r){
146         for (int i=0; i<n; i++)
147             for (int j=0; j<n; j++) {
148                 m[i][j]+=r.m[i][j];
149                 
150             }
151         return *this;
152     }
153     Matrix& operator*=(const Matrix& r){
154         Matrix temp(n);
155         for (int i=0; i<n; i++)
156             for (int j=0; j<n; j++) {
157                 for (int k=0; k<n; k++) {
158                     temp.m[i][j]+=(this->m[i][k]*r.m[k][j]);
159                 }
160             }
161         *this=temp;
162         return *this;
163     }
164     void MatrixI(){
165         for (int i=0; i<n; i++)
166             for (int j=0; j<n; j++) {
167                 m[i][j]=0;
168             }
169         for (int i=0; i<n; i++){
170             m[i][i]=1;
171         }
172     }
173     T value(int i,int j){
174         return m[i][j];
175     }
176 };
177 template <typename T>
178 Matrix<T> operator+(const Matrix<T>& s,const Matrix<T>& r){
179     Matrix<T> temp(s);
180     temp+=r;
181     return temp;
182 }
183 template <typename T>
184 Matrix<T> operator*(const Matrix<T> &s,const Matrix<T> &r){
185     Matrix<T> temp(s);
186     temp*=r;
187     return temp;
188 }
189 
190 int main(int argc,const char* argv[]){
191     int N;
192     cin>>N;
193     while (N--) {
194         AutoStep step;
195         cout<<step.start();
196     }
197     cin>>N;
198     Matrix<double> M(n,*p);
199     vector<Matrix<double>> a;
200     Matrix<double> temp(n);
201     a.push_back(M);
202     for(int i=1;i<=32;i++){
203         temp=a[i-1];
204         temp*=temp;
205         a.push_back(temp);
206     }
207     temp.MatrixI();
208     for (int i=0; i<32; i++) {
209         if (N & (1<<i)) {
210             temp*=a[i];
211         }
212     }
213     cout<<temp.value(0, n-1)<<endl;
214     return 0;
215 }