Python-VBA编程500例-016(入门级)

移动石子算法(Stone-moving Algorithm)是一类在计算机科学和数学中广泛研究的算法问题，通常涉及在特定规则下移动石子以达到某种目标。虽然这些问题本身可能看起来是抽象的，但它们在实际应用中有多种体现，包括但不限于以下领域：

1、游戏和娱乐：移动石子算法是许多经典游戏(如Nim游戏、汉诺塔等)的核心机制。这些游戏不仅为人们提供了娱乐，还促进了算法和策略思维的发展。此外，在现代电子游戏中，移动石子算法也可以用于设计具有挑战性的谜题或关卡。

2、路径规划：在机器人路径规划问题中，移动石子算法可以被用来寻找从起点到终点的最优路径，同时避开障碍物。例如，在自动化仓库或物流系统中，移动石子算法可以用于优化货物的存储和取货顺序，提高运营效率。

3、人工智能和机器学习：移动石子算法也可以用于训练人工智能模型，特别是在解决具有空间约束和规则限制的问题时。通过让模型学习如何有效地移动石子以达到目标，可以训练出具有强大决策能力的智能系统。

4、排程：移动石子算法可以用來解决排程问题，例如，在制造中排程生产计划或在零售业中排程员工班次，算法可以帮助最大化效率和生产力，同时考虑多种限制，例如，时间、容量和优先级等。

5、算法设计和优化：研究移动石子算法有助于深入理解组合游戏和博弈论的基本原理，从而推动算法设计和优化领域的发展。通过对这类问题的深入研究，研究人员可以发现新的算法思想和技术，并将其应用于更广泛的问题中，如搜索问题、决策问题以及资源分配问题等。

总之，移动石子算法在实际应用中的体现是多种多样的，它们不仅在游戏和娱乐领域发挥作用，还在机器人、自动化、计算机科学、数学等多个领域找到用武之地。基于移动石子算法的原理和思想，可以解决许多涉及移动、交换、优化和规划等问题的实际挑战。

1、移动石子：

1-1、Python：

# 1.问题描述：
# 在x轴上分布着k个石子，用arr1数组表示它们的位置.现需要把这些石子进行移动，按1,3,5,7,9,......,2k-1或2,4,6,8,10,......,2k进行有规律的排列，
# 每次只能移动1个石子，且只能把石子往左或往右移动1个单位，返回最少的移动次数.注意，同一个位置不能出现两个石子，且移动后相邻两个石子的间隔相同.
# 2.问题示例：
# 输入数组arr1 = [3, 5, 6, 8, 10, 11, 24]，只需要：3→2,5→4,11→12,24→23→22→21→20→19→18→17→16→15→14共13步操作即可，因此输出13.
# 3.代码实现：
class Solution:# 参数arr1： 一个列表# 返回值： 整数，即最少移动次数def stone_moving(self, arr1):# 使用sort方法原地排序，避免生成新的列表arr1.sort()# 初始化奇数/偶数索引位置的总移动次数even_sum = 0odd_sum = 0# 遍历排序后的列表for i in range(0, len(arr1)):# 计算当前石子到奇数/偶数索引位的距离，分别进行累加处理odd_sum += abs(arr1[i] - (2 * i + 1))even_sum += abs(arr1[i] - (2 * i + 2))# 返回奇数索引位置和偶数索引位置中移动次数较小的值return even_sum if odd_sum > even_sum else odd_sum
# 主函数
if __name__ == '__main__':# 测试数组arr1 = [3, 5, 6, 8, 10, 11, 24]# 创建Solution对象solution = Solution()# 打印原始数组print("数组：", arr1)# 计算并打印最少移动次数print("最少移动次数：", solution.stone_moving(arr1))
# 4.运行结果：
# 数组： [3, 5, 6, 8, 10, 11, 24]
# 最少移动次数： 13

1-2、VBA：

Rem 自定义函数，功能：移动石子
Function stone_moving(arr1 As Variant) As Integer'定义变量Dim i As IntegerDim j As IntegerDim temp As VariantDim even_sum As IntegerDim odd_sum As Integer' 使用冒泡排序算法对数组进行排序For i = LBound(arr1) To UBound(arr1) - 1For j = LBound(arr1) To UBound(arr1) - i - 1If arr1(j) > arr1(j + 1) Thentemp = arr1(j)arr1(j) = arr1(j + 1)arr1(j + 1) = tempEnd IfNext jNext i' 遍历排序后的数组For i = LBound(arr1) To UBound(arr1)' 计算当前石子到奇数索引位的距离(注意，VBA中数组索引从1开始)odd_sum = odd_sum + Abs(arr1(i) - (2 * (i - LBound(arr1)) + 1))' 计算当前石子到偶数索引位的距离even_sum = even_sum + Abs(arr1(i) - (2 * (i - LBound(arr1)) + 2))Next i' 返回奇数索引位置和偶数索引位置中移动次数较小的值stone_moving = IIf(odd_sum > even_sum, even_sum, odd_sum)
End Function
Rem 执行过程，功能：调用自定义函数stone_moving，在立即窗口中输出结果
Sub TestRun()' 定义变量Dim arr1() As VariantDim minMoves As Integer' 初始化数组arr1 = Array(3, 5, 6, 8, 10, 11, 24)' 调用自定义函数，返回移动最少步数minMoves = stone_moving(arr1)'输出结果Debug.Print "测试数组：" & Join(arr1, ",")Debug.Print "最少移动次数：" & minMoves
End Sub
'结果输出：
'测试数组：3,5,6,8,10,11,24
'最少移动次数：13

注意：1-2中的代码需粘贴到你的VBA编辑器中，按F5执行TestRun程序，在立即窗口中输出结果。