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C++算法训练:整数拆分
2023-06-22 20:28:41 深夜i     --     --
C++算法 整数拆分 数学运算 动态规划 分解质因数

整数拆分是指将一个正整数拆成若干个正整数之和的过程。这个问题在数论、组合数学和计算机科学中都有应用。在C++算法训练中,掌握整数拆分算法可以帮助学生提高编程技能,同时也能为日后的研究打下基础。

在C++中,可以使用递归和动态规划两种方法实现整数拆分。下面我们分别介绍这两种方法的原理和实现技巧。

递归法

递归法是指一种通过调用自身函数来解决问题的算法。在整数拆分中,我们可以将拆分n的方案分成两类:包含1的方案和不含1的方案。其中,包含1的方案可以进一步拆分成包含2的方案、包含3的方案等等。因此,我们可以递归地枚举包含1的方案和不含1的方案,直到将n拆分完成。具体实现可以参考以下代码:


#include <iostream>

using namespace std;

int integerSplit(int n) {

  if (n == 1) return 1; // 只有一种拆分方法,即 n = 1

  int res = 0;

  for (int i = 1; i < n; ++i)

    res = max(res, max(i * (n - i), i * integerSplit(n - i))); // 分别计算包含1和不包含1的情况

  return res;

}

int main() {

  int n;

  cin >> n;

  cout << integerSplit(n) << endl;

  return 0;

}

动态规划法

动态规划法是一种通过存储中间结果来优化算法的方法。在整数拆分中,我们可以用一个数组来保存拆分n的所有方案的结果。假设dp[i]表示拆分i的最大乘积,那么我们可以根据所有比i小的数的拆分方案来计算dp[i]的值。具体实现可以参考以下代码:


#include <iostream>

using namespace std;

int integerSplit(int n) {

  int dp[n + 1];

  dp[0] = dp[1] = 1;

  for (int i = 2; i <= n; ++i) {

    int res = 0;

    for (int j = 1; j < i; ++j)

      res = max(res, max(j * (i - j), j * dp[i - j]));

    dp[i] = res;

  }

  return dp[n];

}

int main() {

  int n;

  cin >> n;

  cout << integerSplit(n) << endl;

  return 0;

}

通过掌握递归和动态规划两种方法,我们可以更加深入地理解整数拆分算法的原理和实现过程,从而为以后的研究和应用提供帮助。

  
  

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