题目描述:
问题描述:
设n 是一个正整数。现在要求将n 分解为若干个互不相同的自然数的和,且使这些自然数的乘积最大。
编程任务:
对于给定的正整数n,编程计算最优分解方案。
数据输入:
(由文件input.txt 提供输入数据。)文件的第1 行是正整数n。
结果输出:
程序运行结束时,将计算出的最大乘积输出(到文件output.txt 中)。
输入文件示例 输出文件示例
input.txt output.txt
10 30
注:若上述题目要求有括号中橙色字体,即将代码中第7,8行注释解除,令其执行即可。
算法思路:
一、主体思路须知:
(1)、两数和一定时,两数相差越小,两数乘积越大。
(2)、将数分解时,应尽可能使分解的因子没有1。因为1*2*3<2*4。(两者和为6)
由于此条,所以n要分类讨论。n<=4时,除了n=2(不能分解),其余分解必须含因子1。
二、分类讨论:
1、n=1,输出1
2、n=2,输出2
3、n=3,输出1*2=2
4、n=4,输出1*3=3
5、n>=5,执行主体代码部分
三、对n>=5,主题代码部分解释:
由于两数和一定时,两数相差越小,两数乘积越大。
(1)因此从因子2开始分解,即分解为因子2、3、4……
(2)直至n减去“已分解的因子和”的结果(即代码中的OneSum)小于已分解的最大因子。
(3)然后在n已分解的因子中,从最大到小,依次+1(执行OneSum次)。
(4)OneSum恰巧等于分解的最后一个因子时,因为此分解法为2、3……,会导致数组存储的因子全加1后,还剩余1,所有需要用“if(i==-1) {i=flag;}”来将i赋值到数组存储数据的末尾,继续+1,下方示例中注释有详细解释。
例n=11:
第一波分解结果:2,3,4。余2(余数OneSum=2小于已分解的最大因子4)。
第二波操作:将4(最大因子)+1,3(第二大因子)+1
结果:2,4,5。(即从最大因子到小因子,依次+1(执行OneSum=2次))
第三波操作:计算2*4*5=40,40即n=11分解的不同自然数因子取得的最大乘积。
代码如下:
#include <iostream> #include <fstream> //文件操作头文件 using namespace std; #define N 10000 int main(){ //freopen("input.txt","r",stdin); //freopen("output.txt","w",stdout); int n;cin>>n; int a[N]; if(n==1) cout<<1<<endl; else if(n==2) cout<<2<<endl; else if(n==3) cout<<2<<endl; else if(n==4) cout<<3<<endl; else{//n>=5时 int num=2; n=n-num;//首先存入2 (1计入因子中,乘积较小,例如1*2*3<2*4) int i=0; a[i]=num; int OneSum=0;//记录n减去数组中存储的不同自然数总和的结果 while(n>a[i]){//注:while是先判断,再执行 num++;i++;//已经存了2,所以先各+1 a[i]=num; OneSum=n=n-num; } int flag=i; int OutNum=1;//存储因子乘积,输出是乘积结果,初始值为1 while(OneSum>0){//将因子数组从后往前 OneSum个数皆+1 a[i]=a[i]+1; OneSum=OneSum-1; i--; if(i==-1) {i=flag;} //新补加条件, 例如n=8,分解为2、3余3,2+1,3+1,OneSum还余1,所以需要重新从数组末尾再遍历 //例n=13,分解为2,3,4余4,此操作是三个数皆加一后,将i赋值到flag即数组存储的末尾 //即 2+1,3+1,4+2 } for(int i=0;i<=flag;i++){//计算乘积 //cout<<a[i]<<endl;执行此操作方便理解 OutNum=OutNum*a[i]; } cout<<OutNum<<endl; return 0; } }