整數分解與重組

2021-07-25 18:19:30 字數 2823 閱讀 6170

對給定的整數進行分解與重組,集成為滿足某些特定條件的陣列,是一項具有挑戰性的設計,也是一類非常有趣的智力遊戲;

本節探索「雙和3元2組」與「和積3元3組」兩個案例,注意分解的實施與重組條件「雙和」、「和積」的實現;

把給定偶數2n分解為6個互不相等的正整數a、b、c、d、e、f,然後把這6個數分成(a、b、c)與(d、e、f)兩個3元組,若這兩個3元組具有和相等且倒數和也相等的雙和相等特性:

則把3元組(a、b、c)與(d、e、f)(約定a< b< c,d< e< f,a< d)稱為基於n的雙和3元2組;

例如,對於n=26,存在基於26的雙和3元2組(4、10、12)和(5、6、15):

輸入正整數n(n<=100),搜尋基於n的所有雙和3元2組,若沒有探索到相應的雙和3元2組,則輸出「無解」;

1.說明:

因6個不同正整數之和至少為21,即整數n>=11;

(1)、列舉迴圈設定

設定a,b與d,e列舉迴圈,注意到a+b+c=n,且a< b< c,因而a,b迴圈取值為:

c=n-a-b,以確保a+b+c=n;

設定d,e迴圈基本同上,注意到d>a,因而d起點為a+1;

(2)、檢驗倒數和相等

把比較倒數和相等1/a+1/b+1/c=1/d+1/e+1/f 轉化為比較整式:

若等式不成立,即倒數和不相等,則返回;

(3)、省略相同整數的檢測

注意到兩個3元組中若部分相同部分不同,不能有和相等且倒數和也相等,因而可省略排除以上6個正整數中是否存在相等的檢測;

若比較整式成立,列印輸出和為n的雙和3元2組,並用x統計解的個數;

2.程式設計:

#include#includeint main()

if(x>0)

printf("共以上%d組解!\n",x);

else

printf("無解!\n");

}

3.程式執行示例及其注意事項:

請輸入整數n:98

1: ( 2, 36, 60), ( 3, 5, 90);

2: ( 7, 28, 63), ( 8, 18, 72);

3: ( 7, 35, 56), ( 8, 20, 70);

4: ( 10, 33, 55), ( 12, 20, 66);

共以上4組解!

輸入n=26,即得唯一乙個雙和3元2組如上面敘述所示,輸入任何小於26的整數n均無解,可見存在雙和3元2組的n最小值為26;

注意:由迴圈設定可知列舉複雜度為o(n^4),顯然不適宜對較大整數n的雙和3元2組搜尋

設n為正整數,試把整數3*n分解為9個互不相同的正整數a、b、c、d、e、f、g、h、i,然後把這9個正整數分成(a,b,c)、(d,e,f)與(g,h,i)共3個3元組,若這3個3元組具有和相等且積相等的兩個相等特性:

則把(a,b,c)、(d,e,f)與(g,h,i)(約定a< b< c,d< e< f,g< h< i,a< d< g)稱為乙個基於n的和積3元3組;

例如,給定n=45,探索到基於45的和積3元3組(4,20,21)、(5,12,28)和(7,8,30):

輸入正整數n(n<=100),搜尋基於n的所有和積3元3組,若沒有探索到相應的和積3元3組,則輸出「無解」;

1.說明:

因為9個不同正整數之和至少為45,故可知正整數n>14;

(1)、設定列舉迴圈

注意到a+b+c=n,且a< b< c,因而a,b迴圈取值為:

c=n-a-b,以確保a< b< c且a+b+c=n;

設定d,e迴圈與g,h迴圈基本同上,只是注意到d>a,因而d起點為a+1;g>d,因而g起點為d+1;

(2)、檢測和積相等

在設定的列舉迴圈中,確保了3個3元組和相等;

a*b*c=d*e*f=g*h*i,即積也相等,滿足和積相等條件,搜尋到基於n的一組和積3元3組,用x統計組數;

(3)、省略相同整數的檢測

注意到兩個和相等的3元組中,若等號兩邊有部分數相同部分數不同,不可能有積相等(證略);

因而可省略排除以上9個正整數中是否存在相同整數的檢測,即在檢測積相等時已排除出現整數相同的可能;

3.程式設計:

#include#includeint main()

}if(x>0)

printf("共以上%d組解!\n",x);

else

printf("無解!\n");

}

3.程式執行示例及其注意事項:

請輸入整數n:100

1: 6 45 49; 7 30 63; 9 21 70; (13230)

2: 10 42 48; 12 28 60; 15 21 64; (20160)

3: 16 39 45; 18 30 52; 20 26 54; (28080)

共以上3組解!

請執行程式,探索存在基於n的和積3元3組的整數n至少為多大?

注意:由迴圈設定可知列舉複雜度為o(n^6),顯然不適宜對較大整數n的和積3元3組搜尋

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