The 19th Zhejiang University Programming Contest Sponsored by TuSimple (Mirror) B"Even Number Theory"(找规律???)

时间:2023-11-10 21:38:20

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题意:

  给出了三个新定义:

  1. E-prime : ∀ num ∈ E,不存在两个偶数a,b,使得 num=a*b;(简言之,num的一对因子不能全为偶数)
  2. E-prime factorization : 定义集合P由 E-prime 元素组成,定义 e = p1*p2*.....*pn;(p1,p2,....,pn ∈ P , |P| = n)
  3. E-factorial : 定义 e!! = 2*4*6*8*.........*e;(简言之,偶数e及其之前的偶数连乘积)

  输出一个数 e ,求满足条件2的集合P,并且集合P需满足:p1*p2*.....*p= e!! , |P| = n;

  求 n 的最大值;

 题解:

  定义集合 Pi 为偶数 i 的满足条件(2)的最大的集合;

  例如P8 = {2,2,2},| P8 | = 3;

  根据贪心的思想,要想使集合 Pe!! 中的元素个数最多,那么,e!! 一定要优先分解出最多的2(最小的e-prime);

  定义 odd 表示奇数,那么 odd*2 为 e-prime,因为 odd 因式分解肯定没有偶数因子,odd*2 只能分解出一个偶数因子2,符合条件(1);

  因此,对于所有的奇数 odd,可以通过让 odd*2 将 odd 转化为 e-prime,那么,我们的关注点就变成了 e!! 最多能分解出多少个2;

  对于 e 之前的所有偶数,假设 ≤ e 的最大的2的幂为 2x+1,那么对于 e 之前的所有2的幂 21,22,23,....,2x+1 其可分解出 1+2+3+......+x+1 个2;

  那 e 之前的所有非2的幂的偶数 even ,该如何快速求出他们的乘积最多能分解出多少个2呢?

  首先,求解一下 2x+1 及其之前的偶数乘积最多可以分解出多少个2;

  首先考虑这一点,任何一个偶数 even 都可分解成 odd*2i 模式, 那么 |Peven | = i;

  那么,我们反过来考虑,对于任意奇数 odd 都可通过 odd*2i 求出 | Podd*2i | = i;

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      (每两个相邻的2的幂间的偶数块用红色编号① ② ③ ④ ...........表示)

      (紫色数字代表相邻的2的幂间的奇数的个数)

  对于偶数块①:只有一个奇数 3;

  3*21 来到偶数块②;

  3*22 来到偶数块③;

  3*23 来到偶数块④;

  ........

  3*2x-1来到偶数块(x);

  (注意偶数块的编号和2的幂的关系)

  可知,通过3*2可求出P3*21 , P3*22 , .........., P3*2x-1,其集合元素个数总和为 1+2+3+..........+(x-1);

  那么,对于偶数块 2 中的某一奇数 odd 呢?

  根据对3的分析,可知,偶数块②可以构成的 ≤ 2x+1 的最大的偶数为 odd*2x-2 ,那么,通过 odd 求出的集合Podd*2i 的元素个数总和为 1+2+3+.......+(x-2)

  因为偶数块②有21个奇数,所以这些奇数可以求出的集合P的元素个数总和为 2*(1+2+3+........+(x-2) );

  偶数块③有22个奇数,其中任意一个 odd 可构成的 ≤ 2x+1 的最大的偶数为 odd*2x-3 ,这些奇数可以求出的集合P的元素个数总和为 22*(1+2+......+(x-3) );

  ..............

  偶数块(x-1)有2x-2个奇数,其可求出的集合P的元素个数总和为2x-2;

  综上,2x+1 及其之前的偶数乘积最多可以分解出的2的个数为:

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  这几项加和的值等于 2x+1-1;

  (并不是通过公式化简成这个最简式,而是通过打表找到的,公式化简的话,只能依靠那些大佬了QWQ)

  打表推公式代码:(明天张贴)

 #include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std; int Sum(int pow,int up)
{
int sum=;
for(int i=;i <= up;++i)
sum += i;
return sum*pow;
}
int main()
{
int x;
while(~scanf("%d",&x))
{
int sum=Sum(,x);
int base=;
for(int i=;i <= x-;++i)
{
sum += Sum(base,x--i);
base *= ;
}
printf("sum=%d,%d\n",sum,<<x);
}
}

  那么,如果 e 为2的幂,直接输出 e-1;

  如果不是,先求出 ≤ e 的最大的2的幂 2x+1 ,记录当前答案 ans = 2x+1-1;

  那[2x+1 , e]之间的解该如何求出呢?

  还是考虑 odd*2i 的模式;

  令 odd1 ∈ [ 2x+1 / 2 , e / 2],∀odd1 * 2 ∈ [ 2x+1 , e ],且为 e-prime,ans += tot1*1;(tot为奇数个数)

  令 odd2 ∈ [ 2x+1 / 4 , e / 4],∀odd2 * 4 ∈ [ 2x+1 , e ],且为 e-prime,ans += tot2*2;

  .............

  令 oddk ∈ [ 2x+1 / 2k , e / 2k],∀oddk * 2x ∈ [ 2x+1 , e ],且为 e-prime,ans += totk*k;

  结束的条件是  2x+1 / 2k = e / 2k

AC代码:(C++版大数伪码)(明天张贴)

 #include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
#define BigInteger long long BigInteger e;
BigInteger base; BigInteger F()
{
BigInteger curBase=;
BigInteger ans=;
BigInteger l=base/curBase;
BigInteger r=e/curBase;
for(int i=;i < ;++i)
{
// cout<<l<<' '<<r<<endl;
if(l >= r)
break;
BigInteger tmp=(r-l)/;
if(r&)
tmp++;
ans=ans+tmp*i;
l=l/;
r=r/;
}
return ans;
}
void Solve()
{
base=;
while(base* <= e)
base *= ;
BigInteger ans=base-; if(base != e)
ans=ans+F(); cout<<ans<<endl;
}
int main()
{
int test;
while(cin>>test)
{
while(test--)
{
cin>>e;
Solve();
}
}
return ;
}

C++版 BigInteger(逃)

AC代码:(Java BigInteger类)(明天张贴)

 import java.math.BigInteger;
import java.util.Scanner; public class Main { static Scanner cin = new Scanner(System.in);
static BigInteger e,base;
static BigInteger zero=BigInteger.valueOf(0);
static BigInteger one=BigInteger.valueOf(1);
static BigInteger two=BigInteger.valueOf(2);
public static void main(String[] args) { int test;
while(cin.hasNext()) {
test=cin.nextInt();
for(int i=1;i <= test;++i) { e=cin.nextBigInteger();
Solve();
}
}
}
private static void Solve() { base=one;
while(base.multiply(two).compareTo(e) <= 0)
base=base.multiply(two);
// System.out.println(base);
BigInteger ans=base.subtract(one); if(!base.equals(e))
ans=ans.add(F());
System.out.println(ans);
}
private static BigInteger F() { BigInteger curBase=two;
BigInteger ans=zero;
BigInteger l=base.divide(curBase);
BigInteger r=e.divide(curBase);
for(int i=1;i < 4000;++i) { if(l.compareTo(r) >= 0)
break;
BigInteger tmp=(r.subtract(l)).divide(two);
if(r.mod(two).intValue() != 0)
tmp=tmp.add(one);
ans=ans.add(tmp.multiply(BigInteger.valueOf(i))); l=l.divide(two);
r=r.divide(two);
}
return ans;
}
}

今晚比较嗨,比较尽兴;

陪俺家宝宝乘轻轨去市里疯了一圈,返程的路上还做过了一站;

哈哈哈,要一直陪着宝宝啊*_*