降低时间复杂度---特殊方程的正整数解(双指针)
解法1:暴力枚举,时间复杂度O(n(2/3))
解题思路
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外层循环遍历 X 的取值,从 1 开始,因为是正整数解,所以 X 最小为 1。
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内层循环遍历 Y 的取值,Y 从 X 开始(因为 X\leq Y),这样可以保证不重复计算解。
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对于每一组 X 和 Y,计算 X{3}+Y{3} 的值,看是否等于 N。如果等于,则找到了一组解,将其按格式输出。
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如果遍历完所有可能的 X 和 Y 都没有找到解,则输出 No Solution 。
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
int main() {
int T;
cin >> T; // 读取测试用例的数量
for (int i = 0; i < T; ++i) {
int N;
cin >> N; // 读取正整数 N
bool found = false; // 用于标记是否找到解
for (int X = 1; X <= (int)cbrt(N) + 1; ++X) { // 外层循环遍历 X
for (int Y = X; Y <= (int)cbrt(N) + 1; ++Y) { // 内层循环遍历 Y
if (X * X * X + Y * Y * Y == N) {
cout << X << " " << Y << endl;
found = true;
}
}
}
if (!found) {
cout << "No Solution" << endl;
}
}
return 0;
}
解法2:双指针法,时间复杂度O(n(1/3))
双指针法的思路是:设置两个指针,一个指针 X 从 1 开始,另一个指针 Y 从 n(1/3)向下枚举。根据 X3+Y3 与 N 的大小关系来移动指针。如果 X3+Y3 > N,则 Y 减小;如果 X3+Y3 < N,则 X 增大;如果 X3+Y3 = N,则找到了一组解,同时 X 增大,Y 减小(因为 X<= Y,要找下一组解)。
以下是使用 C++ 实现的代码:
cpp
#include<stdio.h>
#include<iostream>
#include<sstream>
#include<vector>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<iomanip>
#include<cmath>
#include<stack>
using namespace std;
struct Answer {
int x;
int y;
};
void getResult(int n, vector<Answer>& result)
{
int l = 1;
int r = n;
while (l <= r )
{
int temp = l * l * l + r * r * r;
if (temp < n)
{
l++;
}
else if (temp > n)
{
r--;
}
else {
Answer answer;
answer.x = l;
answer.y = r;
result.push_back(answer);
l++;
r--;
}
}
}
bool cmp(Answer a, Answer b)
{
return a.x < b.x;
}
int main()
{
int n;
cin >> n;
vector<int> nums(n, 0);
for (int i = 0; i < n; i++)
{
cin >> nums[i];
}
for (int i = 0; i < n; i++)
{
vector<Answer> result;
getResult(nums[i], result);
if (result.size() > 0)
{
sort(result.begin(), result.end(), cmp);
for (int j = 0; j < result.size(); j++)
{
cout << result[j].x << " " << result[j].y << endl;
}
}
else
{
cout << "No solution" << endl;
}
}
return 0;
}
}