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降低时间复杂度---特殊方程的正整数解(双指针)

在这里插入图片描述

解法1:暴力枚举,时间复杂度O(n(2/3))

解题思路

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

  4. 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;
}
}
 

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