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藍橋杯 試題 歷屆試題 幸運數 篩法

問題描述

幸運數是波蘭數學家烏拉姆命名的。它採用與生成素數類似的“篩法”生成

首先從1開始寫出自然數1,2,3,4,5,6,....

1 就是第一個幸運數。

我們從2這個數開始。把所有序號能被2整除的項刪除,變為:

1 _ 3 _ 5 _ 7 _ 9 ....

把它們縮緊,重新記序,為:

1 3 5 7 9 .... 。這時,3為第2個幸運數,然後把所有能被3整除的序號位置的數刪去。注意,是序號位置,不是那個數本身能否被3整除!! 刪除的應該是5,11, 17, ...

此時7為第3個幸運數,然後再刪去序號位置能被7整除的(19,39,...)

最後剩下的序列類似:

1, 3, 7, 9, 13, 15, 21, 25, 31, 33, 37, 43, 49, 51, 63, 67, 69, 73, 75, 79, ...

輸入格式 輸入兩個正整數m n, 用空格分開 (m < n < 1000*1000) 輸出格式 程式輸出 位於m和n之間的幸運數的個數(不包含m和n)。 樣例輸入1 1 20 樣例輸出1 5 樣例輸入2 30 69 樣例輸出2 8
解題思路:此題與素數篩法不同的地方在於篩選的是位置下標而不是數值,解題的關鍵是如何儲存每次篩後的陣列。 思路1:記錄需要向前壓縮的步數,每次篩去數字後向前的壓縮的步數+1。
#include<cstdio>
/*記錄每次壓縮後的步長*/

const int Max_N = 1000000;

int m,n;//輸入

int nums[Max_N]; //儲存數字

void
solve() { //初始化 for( int i=0; i<n; i++ ) { nums[i] = i+1; } int step, key = 2, pos = 1, res = 0; //step:壓縮步長 key:當前幸運數 pos:幸運數在nums的下標 res:(m,n)幸運數的和 while( key<n ) { step = 0; for( int i=0; i<n; i++ ) { if( nums[i]!=0
) { if( (i+1)%key==0 ) //需要被篩去 { nums[i] = 0; //篩去 step++; //壓縮步長+1 } else { nums[i-step] = nums[i]; //向前壓縮 if( step>0 ) { nums[i] = 0; //如果num[i]向前壓縮至i-step 則num[i]清零 } } } else break; //nums[]已經全被壓縮 } key = nums[pos++]; //更新幸運數 if( key==0 ) break; //已經沒有幸運數了(nums[]後面的數均為0) /*特別注意:要在key更新後立即判斷 否則之後可能涉及餘0操作 結果出錯*/ if( m<key&&key<n ) res++; //更新res } printf("%d\n",res); } int main() { scanf("%d%d",&m,&n); solve(); return 0; }
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思路2:用一個二維陣列交替儲存篩去後的數字。

#include<cstdio>

const int Max_N = 1000000;

int m,n; //輸入
 
int nums[Max_N][2]; //用兩個陣列交替儲存篩過之後的數 

void solve()
{
    //初始化 
    for( int i=0; i<n; i++ ){
        nums[i][0] = i+1;
    }
    
    int flag = 0,pos = 1,key = 2, length = n;
    //flag:用於交替操作     length:迴圈長度(這裡沒有把篩去的數字變為0) 
    while( key<n )
    {
        //從num[][from]儲存至num[][to] 
        int from = flag%2, to = (flag+1)%2;
        int index = 0;
        for( int i=0; i<length; i++ )
        {    
            if( (i+1)%key!=0 ){ //把不被篩去的數字儲存至另一個數組裡 from-->to 
                nums[index++][to] = nums[i][from];
            }
        }
        length = index;// 更新迴圈長度 
        
        key = nums[pos++][to];
        if( key==0 )    break;
        
        flag++; // 更新flag 交替儲存 
    }
    
    //最後記錄res  在迴圈內直接記錄res會因為繼續交替兩個陣列而出錯 
    int res = 0 , to = (flag+1)%2;
    for( int i=0; i<length; i++ )
    {
        if( m<nums[i][to]&&nums[i][to]<n )    res++;
    }
    
    printf("%d\n",res);
}

int main()
{
    scanf("%d%d",&m,&n);
    
    solve();
    
    return 0;
}
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