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【紫书】UVA12558 埃及分数 Egyptian Fractions (HARD version)
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发布时间:2019-03-09

本文共 1211 字,大约阅读时间需要 4 分钟。

解题思路:

对于这个埃及分数分解问题,我最初想使用深度优先搜索(DFS)来解决。开始时有几点困惑,例如何时结束搜索,最大解的数量通常是几项,以及如何决定新加入的埃及分数1/c的值是否最优。

经过理清思路后,我决定采用暴力搜索的方法,但由于数据范围较小,这种方法是可行的。同时,我发现这种搜索方式符合“迭代深化搜索”的算法规则。接下来,我详细分析了一些关键细节。

首先,迭代深化搜索:一旦找到满足条件的解,就立即结束搜索。如果仍然没有找到解,则继续搜索。DFS的深度表示了埃及分数的项数。

其次,DFS剪枝:如果当前层数超过了最大允许层数,或者当前累积的解的总和已经超过了目标值,则进行剪枝操作。

对于埃及分数的取值问题,假设已累加的数为a/b,目标分数为A/B。我们需要判断1/c + a/b <= A/B。通过变形可得:

1/c <= (Ab - aB)/(Bb)

因此,c >= Bb/(Ab - aB)

再与之前已经取的值比较,选择其中较大的取值作为下一个最小的c值。这个值并不是一定最优的,因此可能需要多次尝试来确定是否有更优的解。

假设no为满足条件的最小c的值,max_d为此DFS能够达到的最大层数,d为当前层数。当新加入的埃及分数1/no后,无论如何都无法再达到目标值时,就可以停止尝试这个c值的递增。这通常发生在:

a/b + (max_d - d)/no < A/B

代码结构:

附加内容主要集中在剪枝条件和尝试c值的范围。代码中定义了一个递归函数,用于DFS搜索。关键点包括:

  • 判定当前递归路径是否已经超过最大层数或超过目标值
  • 尝试新增的c值,并尽可能跳过无法满足条件的分数
  • 在每一步判断当前解是否满足所有约束条件

主函数部分:

读取输入数据并初始化条件。对于每个测试用例:

  • 统计目标分数A/B
  • 统计所有给定的分数值(存入集合R)
  • 遍历每个可能的层数d,尝试找到满足条件的解

解题方法核心在于剪枝策略和c值的最优选择。剪枝条件基于以下两点:

  • 当前分数之和超过目标值
  • 当前层数超过预先设定的最大层数
  • 伪代码示意形式:

    void dfs(a, b, d, max_d, D, ans):if d > max_d: returnif a * B > A * b: returnif (a, b) == (A, B):判断当前分解是否满足所有约束条件,如果满足,则记录结果else:计算最小的c值,并递增尝试对于每个c值:判断是否满足剪枝条件如果不满足剪枝条件,则加入分解并递归如果满足剪枝条件,终止当前c值的递增

    int main():读取输入数据并初始化对于每个测试用例:初始化解集合R遍历层数d从2开始递增:调用dfs函数获取可能的解如果找到解,输出结果并进入下一个测试用例

    每个步骤都包含详细的条件判断和剪枝优化,目的是尽可能快速地找到最优解。通过递归和剪枝,减少了无效路径的探索,提升了算法的效率。

    转载地址:http://qmzpz.baihongyu.com/

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