PatA1103 Integer Factorization 整数分解

问题描述

The K−P factorization of a positive integer N is to write N as the sum of the P-th power of K positive integers. You are supposed to write a program to find the K−P factorization of N for any positive integers N, K and P.

Input Specification:
Each input file contains one test case which gives in a line the three positive integers N (≤400), K (≤N) and P (1<P≤7). The numbers in a line are separated by a space.

Output Specification:
For each case, if the solution exists, output in the format:N = n[1]^P + ... n[K]^P,where n[i] (i = 1, ..., K) is the i-th factor. All the factors must be printed in non-increasing order.

Note: the solution may not be unique. For example, the 5-2 factorization of 169 has 9 solutions, such as
12​2+42+22+22+12, or 112+62+22+22+22​​ , or more. You must output the one with the maximum sum of the factors. If there is a tie, the largest factor sequence must be chosen -- sequence { a​1,a2,⋯,aK} is said to be larger than {
b1,b2,⋯,b​K } if there exists 1≤L≤K such that ai=bifor i<L and aL>bL .
If there is no solution, simple output Impossible

解决方法

#include <stdio.h>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <algorithm>
using namespace std;
vector<int> temp, fin;
int n = 0, k = 0, p = 0, loop = 0;
// 本身的时间复杂度太高  需要进行剪枝
bool cmp(int a, int b)
{
  return a > b;
}
int myPow(int n, int p)
{
  int res = n;
  for (int i = 1; i < p; i++)
  {
    res *= n;
  }
  return res;
}
int compare(vector<int> a, vector<int> b)
{
  int sum1 = 0, sum2 = 0;
  for (int i = 0; i < a.size(); i++)
  {
    sum1 += a[i];
    sum2 += b[i];
  }

  if (sum1 != sum2)
  {
    return sum1 - sum2;
  }
  else
  {
    for (int i = 0; i < a.size(); i++)
    {
      if (a[i] != b[i])
        return a[i] - b[i];
    }
    return 0;
  }
}
void seek(int index, int sumNum, int sumVal)
{
  if (sumVal == n && sumNum == k)
  {
    if (fin.size() == 0)
      fin = temp;
    else if (compare(fin, temp) < 0)
      fin = temp;
    return;
  }
  /*
    index >= loop || sumNum > k 原来写的
    通过sumVal >= n又减少了时间复杂度
  */
  if (index >= loop || sumNum > k || sumVal >= n)
  {
    return;
  }

  temp.push_back(index);
  seek(index, sumNum + 1, sumVal + myPow(index, p));
  temp.pop_back();
  /*
    程序本身最大的复杂度就在于递归的层数,通过
    (index + 1 <= loop) && (sumVal + myPow(index + 1, p) <= n)
    减少了递归的层数减少时间复杂度
  */
  if ((index + 1 <= loop) && (sumVal + myPow(index + 1, p) <= n))
  {
    seek(index + 1, sumNum, sumVal);
  }
}
int main(void)
{
  scanf("%d %d %d", &n, &k, &p);
  loop = sqrt(n) + 1;
  seek(1, 0, 0);
  if (fin.size() != 0)
  {
    printf("%d = ", n);
  }
  else
  {
    //注意没结果时只用输出Impossible即可
    printf("Impossible");
    return 0;
  }
  sort(fin.begin(), fin.end(), cmp);
  for (vector<int>::iterator it = fin.begin(); it != fin.end(); it++)
  {
    printf("%d^%d", *it, p);
    if (it + 1 != fin.end())
    {
      printf(" + ");
    }
  }
  return 0;
}

基本策略

  • 基本的DFS搜索策略
  • 问题在于如果不进行剪枝的话递归会使得程序超时,剪枝处已注释

结果展示

  • PatA1103.png
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,001评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,210评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 161,874评论 0 351
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,001评论 1 291
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,022评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,005评论 1 295
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,929评论 3 416
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,742评论 0 271
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,193评论 1 309
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,427评论 2 331
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,583评论 1 346
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,305评论 5 342
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,911评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,564评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,731评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,581评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,478评论 2 352