给定一个正整数 a,请你构造三个正整数 b,c,d 使得a+b+c+d=gcd(a,b)+lcm(c,d) b,c,d≤1634826193。 a ≤ 10^9 写出c++代码,时间限制2秒,不能使用枚举
时间: 2024-09-08 16:02:45 浏览: 87
C语言程序设计-求出两个非零正整数的最大公约数,并作为函数值返回
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给定题目描述是要找到满足条件 `a + b + c + d = gcd(a, b) + lcm(c, d)` 的三个正整数 b、c 和 d,其中 b、c 和 d 都不大于 1634826193,同时保证 a <= 10^9。由于题目要求避免枚举法,并且时间限制为 2 秒,我们需要考虑更高效的解法,比如利用数学性质简化问题。
首先,`gcd(a, b)` 表示最大公约数,而 `lcm(c, d)` 表示最小公倍数。根据题目,我们可以将问题转化为求解这样的组合:a + b 等于某个固定值(`gcd(a, b)`),并且找出合适的 c 和 d 使得它们的乘积等于 `lcm(c, d)`。
这里可以利用一个公式来表示最小公倍数:`lcm(c, d) = (c * d) / gcd(c, d)`。所以,我们要找的是两个数 c 和 d,它们的乘积除以它们的最大公约数等于 `(a + b)`。
为了简化问题,假设我们找到两个数 e 和 f,满足 `e * f = a * b`,那么我们可以取 `c = e` 和 `d = f`。此时,`lcm(c, d) = c * d = a * b`,因为它们的最大公约数就是 1(既然 c 和 d 都是质因数分解后的各自因子)。因此,我们只需要找到一个数 e 使得 `e * (a * b - e`。
然而,这个过程仍然涉及到求解方程,可能会超时。一个实际可行的优化是在一定范围内寻找符合条件的 e 的候选值,例如通过二分查找来尝试减去较小的因子直到找到满足条件的 e。以下是基于这个思路的一个简化的 C++ 实现:
```cpp
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
long long int gcd(long long int a, long long int b) {
return b ? gcd(b, a % b) : a;
}
bool find_e(long long int a, long long int b, long long int &c, long long int &d) {
long long int target = a * b;
for (long long int e = 1; e * e <= target && e <= 1634826193; ++e) {
if (target % e == 0) {
long long int f = target / e;
if ((e * f) % gcd(e, f) == 0) {
c = e;
d = f;
return true;
}
}
}
return false;
}
int main() {
long long int a;
cin >> a;
if (find_e(a, a, c, d)) {
cout << "c=" << c << ", d=" << d << endl;
} else {
cout << "No solution found." << endl;
}
return 0;
}
```
请注意,这段代码仅提供了一个可能的解决方案,其性能依赖于具体数据分布和算法效率。如果数据范围较大,可能需要进一步优化。
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