2016第七屆藍橋杯-四平方和(理論不超時)
四平方和
四平方和定理,又稱為拉格朗日定理:
每個正整數都可以表示為至多4個正整數的平方和。
如果把0包括進去,就正好可以表示為4個數的平方和。
比如:
5 = 0^2 + 0^2 + 1^2 + 2^2
7 = 1^2 + 1^2 + 1^2 + 2^2
(^符號表示乘方的意思)
894+
對於一個給定的正整數,可能存在多種平方和的表示法。
要求你對4個數排序:
0 <= a <= b <= c <= d
並對所有的可能表示法按 a,b,c,d 為聯合主鍵升序排列,最後輸出第一個表示法
程式輸入為一個正整數N (N<5000000)
要求輸出4個非負整數,按從小到大排序,中間用空格分開
例如,輸入:
5
則程式應該輸出:
0 0 1 2
再例如,輸入:
12
則程式應該輸出:
0 2 2 2
再例如,輸入:
773535
則程式應該輸出:
1 1 267 838
資源約定:
峰值記憶體消耗 < 256M
CPU消耗 < 3000ms
請嚴格按要求輸出,不要畫蛇添足地列印類似:“請您輸入…” 的多餘內容。
所有程式碼放在同一個原始檔中,除錯通過後,拷貝提交該原始碼。
注意: main函式需要返回0
注意: 只使用ANSI C/ANSI C++ 標準,不要呼叫依賴於編譯環境或作業系統的特殊函式。
注意: 所有依賴的函式必須明確地在原始檔中 #include , 不能通過工程設定而省略常用標頭檔案。
提交時,注意選擇所期望的編譯器型別。
思路:
/*
解題思路:
一個數分解為4個數平方和的形式
並且結果要求是 按照主鍵排序最小的一個
那麼最容易想到的就是暴力的去列舉結果 複雜度 O(n^2)因為每層迴圈是 根號n的複雜度 有4層
顯然理解好題意後會發現 n=a*a+b*b+c*c+d*d=A+B A,B為平方和的形式 這樣的會發現
首先列舉A,即得B’=n-A 檢驗B’是否可以拆成平方和形式(這個可以通過預處理批量處理,複雜度
也不過是O(n)的)
在此基礎之上,如果,B’可拆,則開始列舉B’,得到B’拆分的結果,即為答案
*/
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<cmath>
#include<cstring>
/*
解題思路:
一個數分解為4個數平方和的形式
並且結果要求是 按照主鍵排序最小的一個
那麼最容易想到的就是暴力的去列舉結果 複雜度 O(n^2)因為每層迴圈是 根號n的複雜度 有4層
顯然理解好題意後會發現 n=a*a+b*b+c*c+d*d=A+B A,B為平方和的形式 這樣的會發現
首先列舉A,即得B'=n-A 檢驗B'是否可以拆成平方和形式(這個可以通過預處理批量處理,複雜度
也不過是O(n)的)
在此基礎之上,如果,B'可拆,則開始列舉B',得到B'拆分的結果,即為答案
*/
using namespace std;
bool f[5000005];
void csh(int n){//預處理小於n的數中,可以拆分為平方和形式的數字,
memset(f,0,sizeof(f));
for(int i=0;i*i<=n;i++){
for(int j=i;j*j<=n;j++){
if(i*i+j*j<=n)
f[i*i+j*j]=1;
}
}
}
int main(){
int n;
cin>>n;
csh(n);
for(int i=0;i*i<=n;i++){
for(int j=i;j*j<=n;j++){
if(!f[n-i*i-j*j])
continue;
for(int v=j;v*v<=n;v++){
int t=n-i*i-j*j-v*v;
if(t==(int)sqrt(t)*(int)sqrt(t))
{
printf("%d %d %d %d\n",i,j,v,(int)sqrt(t))
;return 0;
}
}
}
}
return 0;
}