PAT 1103 Integer Factorization[难]

1103 Integer Factorization（30 分）

The K−P factorization of a positive integer N is to write N as the sum of the P-th power of K positive integers. You are supposed to write a program to find the K−P factorization of N for any positive integers N, K and P.

Input Specification:

Each input file contains one test case which gives in a line the three positive integers N (≤400), K (≤N) and P(1<P≤7). The numbers in a line are separated by a space.

Output Specification:

For each case, if the solution exists, output in the format:

N = n[1]^P + ... n[K]^P

where n[i] (i = 1, ..., K) is the i-th factor. All the factors must be printed in non-increasing order.

Note: the solution may not be unique. For example, the 5-2 factorization of 169 has 9 solutions, such as 12​2​​+4​2​​+2​2​​+2​2​​+1​2​​, or 11​2​​+6​2​​+2​2​​+2​2​​+2​2​​, or more. You must output the one with the maximum sum of the factors. If there is a tie, the largest factor sequence must be chosen -- sequence { a​1​​,a​2​​,⋯,a​K​​ } is said to be larger than { b​1​​,b​2​​,⋯,b​K​​ } if there exists 1≤L≤K such that a​i​​=b​i​​ for i<L and a​L​​>b​L​​.

If there is no solution, simple output Impossible.

Sample Input 1:

169 5 2

Sample Output 1:

169 = 6^2 + 6^2 + 6^2 + 6^2 + 5^2

Sample Input 2:

169 167 3

Sample Output 2:

Impossible

 题目大意：输入一个数N，以及数量K，指数P，将N用K个数的N次方的和进行表示。如果相同输出因子数最小的，如果还相同，那么输出较大(字典序较大的)的那个。

 //感觉好难，是不是dfs什么的？果然大佬觉得有趣的题目都这么难。

 考点是DFS+剪枝。

  代码来自：https://www.liuchuo.net/archives/2451

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
using namespace std;
int n, k, p, maxFacSum = -1;
vector<int> v, ans, tempAns;
void init() {
    int temp = 0, index = 1;
    while (temp <= n) {
        v.push_back(temp);
        temp = pow(index, p);
        index++;
    }
}
//index表示当前可用的数最大的下标。
//底数和tempSum
//个数要求tempK
//facSum底数积
void dfs(int index, int tempSum, int tempK, int facSum) {
    if (tempK == k) {
        if (tempSum == n && facSum > maxFacSum) {
                ans = tempAns;//新解赋值
                maxFacSum = facSum;
        }
        return;
    }
    while(index >= 1) {//这个index从大到小的过程，就保证了是按字典序从大到小排列的。
        if (tempSum + v[index] <= n) {
            tempAns[tempK] = index;
            dfs(index, tempSum + v[index], tempK + 1, facSum + index);
        }
        if (index == 1) return;
        index--;
    }
}
int main() {
    scanf("%d%d%d", &n, &k, &p);
    init();
    tempAns.resize(k);
    dfs(v.size() - 1, 0, 0, 0);
    if (maxFacSum == -1) {
        printf("Impossible");
        return 0;
    }
    printf("%d = ", n);
    for (int i = 0; i < ans.size(); i++) {
        if (i != 0) printf(" + ");
        printf("%d^%d", ans[i], p);
    }
    return 0;
}

//真的是学习了！

1.注意剪纸，dfs里需要有这一句：if (tempSum + v[index] <= n) 这样比进入下一层要开销小很多。

下面这个代码来自：https://www.cnblogs.com/chenxiwenruo/p/6119360.html

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <string.h>
#include <cmath>
using namespace std;
/**
其实可以预先把i^p<n的i都存储起来
**/
const int maxn=405;
int res[maxn];
int ans[maxn];
int factor[maxn];
int fidx=0;
int maxsum=0;
bool flag=false;
int n,k,p;
/**
num为当前的总和
cnt为还剩几个i^p项，即当前的k
sum为各因子的总和，因为要取和最大的
last为上一个因子的索引，因为要保证因子从大到小输出，
    所以dfs后一个因子在factor中的索引不能大于上一个
**/
void dfs(int num,int cnt,int sum,int last){
    if(num==0&&cnt==0){
        if(sum>maxsum){
            flag=true;
            for(int i=1;i<=k;i++)
                ans[i]=res[i];
            maxsum=sum;
        }
        return;
    }
    else if(cnt==0)
        return;//计数用完了，但是不符合=n的要求
    for(int i=last;i>=0;i--){
        int left=num-factor[i];
            res[cnt]=i+1;
            dfs(left,cnt-1,sum+i,i);
    }
}

int main()
{
    scanf("%d %d %d",&n,&k,&p);
    int tmp=0;
    fidx=0;
    //预先存储i^p<=n的i
    while(tmp<=n){
        factor[fidx]=tmp;
        fidx++;
        tmp=pow(fidx+1,p);
    }
    int cnt=0;
    int last=fidx-1;

    dfs(n,k,0,last);
    if(flag){
        printf("%d =",n);
        for(int i=k;i>=2;i--){
            printf(" %d^%d +",ans[i],p);
        }
        printf(" %d^%d",ans[1],p);
    }
    else{
        printf("Impossible");
    }

    return 0;
}

//但是这个目前有点问题，今晚修改一下，看问题出在哪，顺便也是学习了！