最大公約數(二)
問題描述
求n個數的最小公倍數。
輸入
輸入將包含多組測試用例。輸入的第一行將包含一個整數,指示測試用例的數量。每個測試用例將由m n1 n2 n3…nm形式的單行組成,其中m是集合中的整數數,n1…nm是整數。所有整數都是正的,并且在32位整數的范圍內。
輸出
對于每個測試用例,輸出包含相應LCM的單行。所有結果都將在32位整數的范圍內。
輸入樣例
2
3 5 7 15
6 4 10296 936 1287 792 1
輸出樣例
105
10296
(1)編程思路。
先求第一個和第二個元素的最小公倍數,然后拿求得的最小公倍數和第三個元素求最小公倍數,繼續下去,直到求取了全部元素的最小公倍數。
在通過最大公約數求最小公倍數的時候,先除再乘,避免溢出。
(2)源程序。
#include <stdio.h> int gcd(int a,int b) { if (a%b==0) return b; return gcd(b, a%b); } int main() { int t; scanf("%d",&t); while (t--) { int n; scanf("%d",&n); int ans=1,tmp; int x; for(int i=0;i<n;i++) { scanf("%d",&x); tmp=ans/gcd(ans,x)*x; // 先除后乘,避免溢出 ans=tmp; } printf("%d\n",ans); } return 0; }
將上面的源程序提交給HDU題庫 HDU 1019 Least Common Multiple (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1019),可以Accepted。
【例2】又見GCD。
問題描述
有三個正整數a,b,c(0<a,b,c<10^6),其中c不等于b。若a和c的最大公約數為b,現已知a和b,求滿足條件的最小的c。
輸入
第一行輸入一個n,表示有n組測試數據,接下來的n行,每行輸入兩個正整數a,b。
輸出
輸出對應的c,每組測試數據占一行。
輸入樣例
2
6 2
12 4
輸出樣例
4
8
(1)編程思路。
因為a和c的最大公約數為b,顯然c肯定是b的倍數,從c=2b開始窮舉,找到第1個c=kb,滿足gcd(a,c)==b 就是所求的答案。
(2)源程序。
#include <stdio.h> int gcd(int m, int n) { int r; while(m%n!=0) { r=m%n; m = n; n = r; } return n; } int main() { int t,a,b,c; scanf("%d",&t); while(t--) { scanf("%d%d",&a,&b); c=2*b; while(gcd(a,c)!=b) c+=b; printf("%d\n",c); } return 0; }
將上面的源程序提交給HDU題庫 HDU 2504 又見GCD (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2504),可以Accepted。
【例3】最小的數。
問題描述
一個正整數N除以M1余(M1 - a),除以M2余(M2-a), 除以M3余(M3-a),總之, 除以MI余(MI-a),其中(a<Mi<100 i=1,2,…I),求滿足條件的最小的數。
輸入
輸入數據包含多組測試實例,每個實例的第一行是兩個整數I(1<I<10)和a,其中,I表示M的個數,a的含義如上所述,緊接著的一行是I個整數M1,M1...MI,I=0 并且a=0結束輸入,不處理。
輸出
對于每個測試實例,請在一行內輸出滿足條件的最小的數。每個實例的輸出占一行。
輸入樣例
2 1
2 3
0 0
輸出樣例
5
(1)編程思路。
設所求的最小數為n,
由n%m1=m1-a,==>n%m1+a=m1,即n+a≡0(mod m1),也就是(n+a)是m1的倍數;
同理,(n+a)是m2的倍數,…,(n+a)也是mi的倍數。
因此,n就是所有mi的最小公倍數,再減去a。
(2)源程序。
#include <stdio.h> long long gcd(long long a,long long b) { if (a%b==0) return b; return gcd(b, a%b); } int main() { int n; long long a,m,ans; while (scanf("%d%lld",&n,&a) && (n||a)) { ans=1; while (n--) { scanf("%lld",&m); ans=m/gcd(ans,m)*ans; } printf("%lld\n",ans-a); } return 0; }
將上面的源程序提交給HDU題庫 HDU 1788 Chinese remainder theorem again (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1788),可以Accepted。
【例4】切蛋糕。
問題描述
一次生日Party可能有p人或者q人參加,現準備有一個大蛋糕。問最少要將蛋糕切成多少塊(每塊大小不一定相等),才能使p人或者q人出席的任何一種情況,都能平均將蛋糕分食。
例如,當有2人或3人出席時,將蛋糕切成大小分別為1/3、1/3、1/6、1/6的四塊即滿足要求。
當2個人來時,每人可以吃1/3+1/6=1/2,1/2塊。
當3個人來時,每人可以吃1/6+1/6=1/3,1/3,1/3塊。
輸入
每行有兩個數p和q。
輸出
輸出最少要將蛋糕切成多少塊.
輸入樣例
2 3
輸出樣例
4
(1)編程思路。
先把蛋糕切 p刀等分成p份(每切一刀從邊緣切到蛋糕中心點),然后把蛋糕拼在一起,從前面p刀的某一切線開始,再切q刀等分成q份。
兩次切法會有重復部分,減去重復的部分就是gcd(p,q)。
(2)源程序。
#include <stdio.h> int gcd(int a,int b) { if (a%b==0) return b; return gcd(b, a%b); } int main() { int p,q; while (scanf("%d%d",&p,&q)!=EOF) { printf("%d\n",p+q-gcd(p,q)); } return 0; }
將上面的源程序提交給HDU題庫 HDU 1722 Cake (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1722),可以Accepted。
【例5】猜生日。
問題描述
小明對生日十分看重,因為他可以得到祝福,可以和朋友親人一起分享快樂,可以為自己的人生做一次總結,并且...能夠收到好多禮物!
不過小明是個神秘的人,不會輕易告訴你他的生日,現在他想到一個辦法,讓你去猜他的生日是哪一天。
小明會告訴你如下三個信息:
1. 出生月份和出生日子的最大公約數;
2. 出生月份和出生日子的最小公倍數;
3. 出生年份;
現在要求你猜出小明的生日。
輸入
第一行輸入一個正整數T,表示總共有T組測試數據(T <= 200);
對于每組數據依次輸入三個數x,y,z,
x表示出生月份和出生日子的最大公約數(1<= x <=1000);
y表示出生月份和出生日子的最小公倍數(1<= y <=1000);
z表示出生年份(1900 <= z <= 2013)。
每組輸入數據占一行。
輸出
對于每組數據,先輸出Case數。
如果答案不存在 ,輸出“-1”;
如果答案存在但不唯一 ,輸出“1”;
如果答案唯一,輸出生日,日期格式為YYYY/MM/DD;
每組輸出占一行,具體輸出格式參見樣例。
輸入樣例
3
12 24 1992
3 70 1999
9 18 1999
輸出樣例
Case #1: 1992/12/24
Case #2: -1
Case #3: 1999/09/18
(1)編程思路。
對月份month從1~12進行窮舉即可。除了求最大公約數和最小公倍數外,還需注意閏年的處理。
(2)源程序。
#include <stdio.h> int gcd(int a,int b) { if (a%b==0) return b; return gcd(b, a%b); } int isLeap(int year) // 閏年判斷 { if((year%4==0 && year%100)||(year%400==0)) return 1; else return 0; } int month[2][13]={{0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}, {0,31,29,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}}; int main() { int t,iCase=0; scanf("%d",&t); while(t--) { int x,y,z; scanf("%d%d%d",&x,&y,&z); printf("Case #%d: ",++iCase); int i,j,flag=0; int mon,day; for (i=x;i<=12;i++) { if (x*y%i==0) { j=x*y/i; if (gcd(i,j)==x && j<=month[isLeap(z)][i]) { day=j; mon=i; flag++; } } } if (flag==0) printf("-1\n"); else if (flag==1) printf("%d/%02d/%02d\n",z,mon,day); else printf("1\n"); } return 0; }
將上面的源程序提交給HDU題庫 HDU 4551 生日猜猜猜 (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4551),可以Accepted。
【例6】等差數列。
問題描述
數學老師給小明出了一道等差數列求和的題目。但是粗心的小明忘記了一部分的數列,只記得其中N個整數。
現在給出這N個整數,小明想知道包含這N個整數的最短的等差數列有幾項?
例如,給出2,6,4,10,20這5個數,則包含這5個數的最短的等差數列是 2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,共有10項。
輸入
輸入的第一行包含一個整數N(2≤N≤105)。
第二行包含N個整數A1,A2,…,AN。(0≤Ai≤109,另外A1 ~ AN并不一定是按等差數列中的順序給出)。
輸出
輸出一個整數表示答案。
輸入樣例
5
2 6 4 10 20
輸出樣例
10
(1)編程思路。
將輸入的n個數按從小到大的順序排列。顯然,等差數列的首項為a[0],末項為a[n-1]。相鄰兩項間共有n-1個差值(a[i]-a[i-1]),顯然數列的公差d是這n-1個差值的最大公約數。求得了公差d后,等差數列的項數就可以求出了。設項數為ans,有a[n-1]=a[0]+(ans-1)*d,所以ans=(a[n-1]-a[0])/d+1。
(2)源程序。
#include <stdio.h> #include <algorithm> using namespace std; int gcd(int a,int b) { if (a%b==0) return b; return gcd(b, a%b); } int main () { int n; scanf("%d", &n); int i,a[100005]; for (i=0;i<n;i++) scanf("%d",&a[i]); sort(a,a+n); int d=a[0]-a[1]; if (d==0) printf("%d\n",n); else { for (i=2;i<n;i++) d=gcd(d,a[i]-a[i-1]); printf("%d\n",(a[n-1]-a[0])/d+1); } return 0; }
將上面的源程序提交給洛谷題庫 P8682 [藍橋杯 2019 省 B] 等差數列 (https://www.luogu.com.cn/problem/P8682),可以Accepted。
【例7】買玫瑰花。
問題描述
小明想買N朵玫瑰花,他面前有兩家花店,每一家店有無數朵玫瑰花,但是他們按束賣。第一家店一束花里有A朵,每一束花要用B塊錢。第二家店一束花里有C朵,每一束花要用D塊錢。
求小明至少買N朵花最少需要花多少錢。
輸入
一行五個整數 N,A,B,C,D,意義見題目所述。
輸出
一行一個整數代表最小花費。
輸入樣例
5 1 4 3 6
輸出樣例
12
(1)編程思路。
1家花店b元可以買a朵,1家花店d元可以買c朵,設b/a<d/c(即b*c<a*d),若不滿足條件,則分別交換a和c,交換b和d。這樣一束a朵花賣得便宜些,先全部在這個花店買夠n朵花。然后再枚舉到貴的花店更換i束花后的花費來進行比較,取花費較少的方案。枚舉的最大值為gcd(a,c)。
(2)源程序。
#include <stdio.h> long long gcd(long a,long b) { if (a%b==0) return b; return gcd(b, a%b); } int main() { long long n,a,b,c,d,t,ans; scanf("%lld%lld%lld%lld%lld",&n,&a,&b,&c,&d); if (b*c < a*d) // 若第1家花店的花便宜些 { t=a; a=c; c=t; t=b; b=d; d=t; } ans = (n + c - 1) / c * d; // 先全部到最便宜的花店買花 long long i; for (i = c/gcd(a,c); i >= 0; i--) // 枚舉到貴的花店買i束花進行替換的代價 { t = i * b; if (n - i * a >= 0) t = t + (n - i * a + c - 1) / c * d; if (ans>t) ans=t; } printf("%lld\n",ans); return 0; }
將上面的源程序提交給洛谷題庫 P6767 [BalticOI 2020/2012 Day0] Roses (https://www.luogu.com.cn/problem/P6767) ,可以Accepted。
【例8】區間GCD。
問題描述
給定一行n個正整數a[1]..a[n]。
m次詢問,每次詢問給定一個區間[L,R],輸出a[L]..a[R]的最大公因數。
輸入
第一行兩個整數n,m(1 <= n <= 1000,1 <= m <= 1,000,000)。
第二行n個整數表示a[1]..a[n](0 < a[i] <= 1,000,000,000)。
以下m行,每行2個整數表示詢問區間的左右端點。
保證輸入數據合法。
輸出
共m行,每行表示一個詢問的答案。
輸入樣例
5 3
4 12 3 6 7
1 3
2 3
5 5
輸出樣例
1
3
7
(1)編程思路。
設f[i][j]表示區間[i,j]中的最大公因數gcd,則有
f[i][j]=gcd(f[i][i],f[i+1][j])
邊界f[i][i]=itself。
(2)源程序。
#include <stdio.h> int gcd(int a,int b) { if (a%b==0) return b; return gcd(b, a%b); } int f[1005][1005]; int main () { int n,m; scanf("%d%d",&n,&m); int i,j; for (i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&f[i][i]); for (i=n-1;i>=1;i--) for (j=i+1;j<=n;j++) f[i][j]=gcd(f[i][i],f[i+1][j]); for (i=1;i<=m;i++) { int l,r; scanf("%d%d",&l,&r); printf("%d\n",f[l][r]); } return 0; }
將上面的源程序提交給洛谷題庫 P1890 gcd區間 (https://www.luogu.com.cn/problem/P1890) ,可以Accepted。
【例9】青蛙的跳躍。
問題描述
一只青蛙在一個有無限行和無限列的網格地圖進行跳躍。青蛙從格子(sx,sy),開始它的旅程。青蛙用了一種特殊的跳躍方式。如果青蛙目前處于網格(x,y),首先,它將找到可以被x和y除的最小z(z是x、y的最小公倍數),并精確地向上或向右跳z步。因此,下一個可能的網格將是(x+z,y)或(x,y+z)。
經過有限的步數(可能為零)后,青蛙終于跳到了網格(ex,ey)。然而,它太累了,忘記了起跑線的位置!
請告訴青蛙可以到達的可能的起始格子數。
輸入
第一行包含一個整數T(1≤T≤1000),表示測試用例的數量。
每個測試用例包含兩個整數ex和ey(1≤ex,ey≤109),這是目標網格。
輸出
對于每個測試用例,應該輸出“case#x:y”,其中x表示用例編號,從1開始計數,y表示可能的起始網格數。
輸入樣例
3
6 10
6 8
2 8
輸出樣例
Case #1: 1
Case #2: 2
Case #3: 3
(1)編程思路。
假設x、y的最大公約數gcd(x,y)=k,那么不妨設x=p*k,y=q*k(p與q互質)
x和y的最小公倍數z=p*q*k,即跳到的新網格點為(p*k+p*q*k,q*k)或(p*k,q*k+p*q*k)。
新得到的點的最小公倍數
gcd(p*k+p*q*k,q*k)=gcd(p*(q+1)*k,q*k)
因為q和p是互質的,q和q+1也是互質的,因此gcd(p*k+p*q*k,q*k)=k。
同理,gcd(p*k,q*k+p*q*k)=k。
也就是說,青蛙跳過的各點都有相同的最大公約數,可以利用這一點來根據終點逆推求解原先的起點。
(2)源程序。
#include <stdio.h> int gcd(int x,int y) { if (x%y==0) return y; return gcd(y,x%y); } int main() { int t,iCase=0; scanf("%d",&t); while (t--) { int ans=1; int x,y,tmp; scanf("%d%d",&x,&y); if (x>y) // 跳躍后,小的坐標值是不變的 { tmp=x; x=y; y=tmp; } int k=gcd(x,y); while (y%(x+k)==0) { ans++; y=y/(x/k+1); if (x>y) { tmp=x; x=y; y=tmp; } k=gcd(x,y); } printf("Case #%d: %d\n",++iCase,ans); } return 0; }
將上面的源程序提交給HDU 題庫 HDU 5584 LCM Walk (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=5584) ,可以Accepted。
【練習1】HDU 1014 Uniform Generator (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1014)。
#include <stdio.h> int gcd(int a, int b) { int r; while(a%b!=0) { r=a%b; a = b; b = r; } return b; } int main() { int x, y; while(scanf("%d %d", &x, &y) != EOF) { if(gcd(x, y) == 1) printf("%10d%10d Good Choice\n\n", x, y); else printf("%10d%10d Bad Choice\n\n",x, y); } return 0; }
【練習2】HDU 1222 Wolf and Rabbit (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1222)。
#include <stdio.h> int gcd(int a,int b) { int r=a%b; while (r!=0){ a=b; b=r; r=a%b; } return b; } int main() { int t;scanf("%d",&t); while (t--) { int m,n; scanf("%d%d",&m,&n); if (gcd(m,n)==1) printf("NO\n"); else printf("YES\n"); } return 0; }
【練習3】HDU 1713 相遇周期 (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1713)。
#include <stdio.h> long long gcd(long long m, long long n) { long long r; while(m%n!=0) { r=m%n; m = n; n = r; } return n; } int main() { int t; long long a,b,c,d,e,f,n,m,k; scanf("%d",&t); while(t--) { scanf("%lld/%lld%lld/%lld",&a,&b,&c,&d); e=b*c; f=a*d; m=b*d; // 通分 n=gcd(f,e); n=f/n*e; if(n%m==0) // 能除整 printf("%lld\n",n/m); else // 不能整除,要化簡后,輸出分數 { k=gcd(m,n); // 求分子分母最大公約數 printf("%lld/%lld\n",n/k,m/k); } } return 0; }
【練習4】HDU 2104 hide handkerchief (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2104)。
#include <stdio.h> int main() { while (1) { int n,m; scanf("%d%d",&n,&m); if (n==-1 && m==-1) break; int r=n%m; while (r!=0){ n=m; m=r; r=n%m; } if (m==1) printf("YES\n"); else printf("POOR Haha\n"); } return 0; }
【練習5】HDU 2503 a/b + c/d (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2503)。
#include <stdio.h> int gcd(int m,int n) { int r=m%n; while (r!=0){ m=n; n=r; r=m%n; } return n; } int main() { int t; scanf("%d",&t); while(t--) { int a,b,c,d,x,y; scanf("%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d); x=a*d+b*c; y=b*d; printf("%d %d\n",x/gcd(x,y),y/gcd(x,y)); } return 0; }
【練習6】HDU 4497 GCD and LCM (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4497)。
#include <stdio.h> int main() { int prim[65545],pcnt=0; int vis[65545]={0}; int i,j; prim[pcnt++]=2; // 最小的質數為2 for (i=4;i<65540;i+=2) vis[i]=1; // 將2的倍數全篩掉 for (i=3;i<65540;i+=2) { if (vis[i]==0) // i在篩子中沒有篩掉,是質數 { prim[pcnt++]=i; for (j=3;i*j<65540;j+=2) vis[i*j]=1; } } int t; scanf("%d", &t); while (t--) { int gcd, lcm; scanf("%d%d", &gcd, &lcm); if (lcm % gcd != 0) { printf("0\n"); continue; } int m = lcm / gcd; int ans = 1; for (i = 0; prim[i] * prim[i] <= m; i++) { if (m % prim[i] == 0) { int cnt = 0; while (m % prim[i] == 0) { cnt++; m /= prim[i]; } ans *= 6 * cnt; } } if (m > 1) ans *= 6; printf("%d\n", ans); } return 0; }
【練習7】 HDU 5175 Misaki's Kiss again (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=5175)。
// 求滿足gcd(N,M)=N xor M的M的個數與值。 // 若a xor b = c,那么a xor c = b // 設 gcd(N,M)==N xor M=k,顯然一定k是N的約數 // 由N xor M=k,可得 M=N xor K // 由此 gcd(N,M)= gcd(N,N xor K) =k // 枚舉N的所有約數,再判斷gcd(N,N xor K)是不是等于K就行了。 #include <stdio.h> long long s[1000005]; long long gcd(long long a,long long b) { if(a%b==0) return b; return gcd(b,a%b); } int main() { int iCase=0; long long n,m,i; while (scanf("%lld",&n)!=EOF) { int k=0; for (i=1;i*i<=n;i++) { if (n%i!=0) continue; m=i^n; if (m && m<=n && gcd(m,n)==i) s[k++]=m; m=(n/i)^n; if (m && m<=n && gcd(m,n)==n/i) s[k++]=m; } if (k==0) { printf("Case #%d:\n0\n\n",++iCase); continue; } int x,y; for (x=0;x<k-1;x++) for (y=0;y<k-1-x;y++) if (s[y]>s[y+1]) { m=s[y]; s[y]=s[y+1]; s[y+1]=m; } int len=1; for (x=1;x<k;x++) if (s[x]!=s[len-1]) s[len++]=s[x]; printf("Case #%d:\n%d\n",++iCase,len); printf("%lld",s[0]); for (x=1;x<len;x++) printf(" %lld",s[x]); printf("\n"); } return 0; }
【練習8】HDU 5512 Pagodas (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=5512)。
#include <stdio.h> int gcd(int a,int b) { if (a%b==0) return b; return gcd(b, a%b); } int main () { int t,iCase=0; scanf("%d", &t); while (t--) { int n, a, b; scanf("%d%d%d", &n, &a, &b); printf("Case #%d: ", ++iCase); int d = n / gcd(a, b); if (d%2) printf("Yuwgna\n"); else printf("Iaka\n"); } return 0; }
【練習9】HDU 6025 Coprime Sequence (http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=6025)。
#include <stdio.h> int a[100005]; int pre[100005],nxt[100005]; // 前綴gcd 和 后綴gcd int gcd(int a,int b) { if(a%b==0) return b; return gcd(b,a%b); } int max(int a,int b) { return a>b?a:b; } int main() { int t; scanf("%d",&t); while(t--) { int n; scanf("%d",&n); int i,j; for (i=0;i<n;i++) scanf("%d",&a[i]); pre[0] = a[0]; nxt[n-1] = a[n-1]; for (i=1;i<n;i++) pre[i] = gcd(pre[i-1],a[i]); // 前綴gcd for (i=n-2;i>=0;i--) nxt[i] = gcd(nxt[i+1],a[i]); // 后綴gcd int ans =nxt[1]; // 去掉第1個數a[0]后的gcd for (i=1;i<=n-2;i++) // 依次去掉中間n-2個數后的gcd ans=max(ans,gcd(pre[i-1],nxt[i+1])); ans = max(ans,pre[n-2]); // 去掉最后1個數a[n-1]后的gcd printf("%d\n",ans); } return 0; }
浙公網安備 33010602011771號