【组合问题】-因子分解_dfs分解-程序员宅基地

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解题思路:

(1)将一个数分解为所有素因子的乘积,如果因子有相同的话,需要写成a的b次方的格式

(2)第一想法,将目标值n先从因子2开始枚举,开始试除,如果可以被整除的话,那么2就是他的因子,然后继续将目标值缩小为n/2,继续试除,一直到n不能被2整除的话,枚举3是否能整除,依次类推

(3)每一个商都需要进行分解,层层递进,一直到商为素数,那么可以利用递归深搜的解法,一直将目标值缩小,继续下一层递归

(4)设置函数dfs(start,num),start表示开始试除的因子,num为目标值,想想递归的出口,如果这个数不是质数,那么肯定能被2~sqrt(num)之间的数整除,因子都是成对出现的,题目要求从小到大排列,那么如果商还是合数,必然会被下一次分解,如果是质数,那么在2~sqrt(num)中已经没有因子了,所以出口在start>sqrt(num),最后一个因子记得也要收集起来

 试想一下,如果出口是start>num,那么11必然也会被11整除,最后的商变为了1,即最后收集的结果因子是1,很明显不符合题目要求,所以出口为start>sqrt(num)(仔细体会)

(5)递归的可行性方案为,当num%start==0,说明start是一个因子,收集结果,目标值缩小num=num/start,如果不能被整除,枚举下一个因子 start++,然后继续递归

(6)将所有因子收集到ans数组中,展开最长连号的判断,如果本项和后一项相等,说明要写成a^b的格式,否则直接输出a,最后利用打标记的方法,先输出首部,再输出剩余的部分(因为涉及到*号的输出)


#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

int n,cnt;//cnt表示分解出来因子的数量 
int ans[110];//用来存放因子 

void dfs(int start,int num)
{
	if(start>sqrt(num)) //递归出口,当因子大于num的平方根 
	{
		ans[++cnt]=num;//将最后一个因子收集 
		return ;//结束 
	}
	
	if(num%start==0)//可行性方案,如果num被start整除了 
	{
		ans[++cnt]=start;//保存现场,将因子存入数组 
		num=num/start;//目标值缩小 
	}
	else//如果不能被整除 
	{
		start++; //枚举因子增加 
	}
	
	dfs(start,num);//继续递归 
}
int main()
{
	int res=1;//负责统计相同因子的数量 
	cin>>n;
	dfs(2,n);//从2开始枚举因子分解目标值n 
	
	bool flag=0;//打标记是否输出* 
	for(int i=1;i<=cnt;i++)//遍历结果数组 
	{
		if(ans[i]==ans[i+1])//如果本项和后一项相等 
		res++;//数量加1 
		else
		{
			if(flag==0)//如果输出的是首部 
			{
				if(res!=1)//如果数量不为1 
				{
					cout<<ans[i]<<"^"<<res;//输出因子 
				}
				else//输入数量为1 
				{
					cout<<ans[i];//输出因子 
				}
				flag=1;//标记取消 
			}
			else//如果输出首部了 
			{
				if(res!=1)
				{
					cout<<"*"<<ans[i]<<"^"<<res;//如果数量不为1 
				}
				else
				{
					cout<<"*"<<ans[i];//如果数量为1 
				}
			}
			
			res=1;//计数器归1 
		}
	}
	return 0;
}

解法2:递归

(1)可以设置函数dfs(start ,num,cnt);分别表示试除的因数,还有目标值,和该因数的数量,从2开始枚举,该递归函数的出口一定是num=1,因为不管最后是质数还是合数,因数一直会增加,比如22,分解为2*11,当num=11,start=11的时候,结果为1,就可以退出了,表示没有因数了。

(2)因为cnt已经记录了该因数的数量,所以只要对cnt进行分类讨论即可,当cnt>1的时候,输出a的b次方的格式,cnt=1的时候,直接输出因子

(3)可行性方案为:如果当前start能整除num,那么让他一直除下去

(4)一旦不再被start整除的话,那么开始输出start的因数,同理根据cnt的数量开始判断,并且开始枚举下一个因数,start+1,记得cnt清零

(5)递归函数每一层都会形成新的局部变量,尤其全局变量的应用,应仔细思考


#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

bool flag;//用来标记是否输出* 

//start表示试除的因子,num表示目标值,cnt表示当前因子的数量
void dfs(int start,int num,int cnt) 
{
	if(num==1)//如果目标值为1,结束递归 
	{
		if(cnt>1)//如果当前因子的数量大于1 
		{
			if(flag==1)
			cout<<"*";
			
			cout<<start<<"^"<<cnt;//输出a的b次方的格式 
			flag=1;
		}
		else if(cnt==1)//如果当前因子等于1 
		{
			if(flag==1)
			cout<<"*";
			
			cout<<start;//输出该因数 
			flag=1;
		}
		return ;//递归结束 
	}
	
	if(num%start==0)//如果当前能被start整除 
	{
		dfs(start,num/start,cnt+1);//一直除下去 
	}
	else//如果不能被start整除 输出start这个因数 
	{
		if(cnt>1) //根据cnt的数量确定输出格式 
		{
			if(flag==1)
			cout<<"*";
			
			cout<<start<<"^"<<cnt;
			flag=1;
		}
		else if(cnt==1)
		{
			if(flag==1)
			cout<<"*";
			
			cout<<start;
			flag=1;
		}
		
		dfs(start+1,num,0);//将因子+1,继续试除,cnt归零 
	}
}

int main()
{
	int n;
	cin>>n;
	
	dfs(2,n,0);//从2开始试除,目标值是n 
	return 0;
} 

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