用 C++ 统计 GCD 等于给定数字的集合子集个数


给定一个包含正数的数组 arr 和一个包含 gcd 值的数组 GCD[]。目标是找到 arr[] 元素的子集个数,其 gcd 值与 GCD[] 中给定的值相同。

例如

输入

arr[] = {10, 5, 6, 3}, GCD[] = {2, 3, 5}

输出

Count of number of subsets of a set with GCD equal to a given number are: 1 2 2

解释

The subsets with GCD equal to 2 is [ 10, 6 ].
Subsets with GCD equal to 3 is [ 3 ], [ 6,3 ]
Subsets with GCD equal to 5 is [ 5 ], [ 10, 5 ]

输入

arr[] = {10, 21, 7, 8}, GCD[] = {2, 7, 5}

输出

Count of number of subsets of a set with GCD equal to a given number are: 1
2 0

解释

The subsets with GCD equal to 2 is [ 10, 8 ].
Subsets with GCD equal to 7 is [ 7 ], [ 21,7 ]
There are no subsets with GCD equal to 5.

下面程序中使用的方案如下

在这个方案中,我们将创建一个无序映射 `unordered_map um_1` 来存储 arr[] 元素的频率,并创建一个类似的映射 `um_2` 来存储具有给定 gcd 的子集个数。将 arr[] 元素中的最大值作为计数。现在,从 i=count 到 i>=1 循环,找到当前 gcd 的子集个数。为此,我们将计算 `um_1` 中 i 的倍数的个数。如果 i 的倍数个数为 total,则 gcd 为 i 的子集个数为 total2−1−temp。其中 temp 是 gcd 大于 i 但不等于 i 的子集个数。

  • 为 arr[] 和 GCD[] 准备两个数组。

  • 函数 `subset_GCD(int arr[], int size_arr, int GCD[], int size_GCD)` 获取这两个数组及其长度,并返回 GCD 等于给定数字的集合子集个数。

  • 函数 `subset_GCD(int arr[], int size_arr, int GCD[], int size_GCD)` 获取这两个数组及其长度,并返回 GCD 等于给定数字的集合子集个数。

  • 将初始计数设置为 0。

  • 使用 for 循环遍历 arr[],找到最大值并更新计数,并使用 `um_1[arr[i]]++` 更新 `um_1` 中的频率。

  • 使用 for 循环从 i=count 到 i>=1,将 total 作为 i 的倍数频率之和,并将 temp=0 作为 gcd 大于 i 但不等于 i 的子集个数。

  • 再次从 j=2 到 j*i<=count 循环,将 `um_1[j*i]` 加到 total 中,并将 `um_2[j*i]` 加到 temp 中。

  • 两个 for 循环结束后,设置 `um_2[i] = (1<

  • 打印 `um_2[GCD[i]]`,得到具有给定 GCD 的子集个数的最终数组。

示例

 在线演示

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
void subset_GCD(int arr[], int size_arr, int GCD[], int size_GCD){
unordered_map<int, int> um_1, um_2;
   int count = 0;
   for (int i=0; i<size_arr; i++){
      count = max(count, arr[i]);
      um_1[arr[i]]++;
   }
   for (int i = count; i >=1; i−−){
      int temp = 0;
      int total = um_1[i];
      for (int j = 2; j*i <= count; j++){
         total += um_1[j*i];
         temp += um_2[j*i];
      }
      um_2[i] = (1<<total) − 1 − temp;
   }
   cout<<"Count of number of subsets of a set with GCD equal to a given number are: ";
   for (int i=0; i<size_GCD ; i++){
      cout<<um_2[GCD[i]]<<" ";
   }
}
int main(){
   int GCD[] = {2, 3};
   int arr[] = {9, 6, 2};
   int size_arr = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
   int size_GCD = sizeof(GCD)/sizeof(GCD[0]);
   subset_GCD(arr, size_arr, GCD, size_GCD);
   return 0;
}

输出

如果我们运行以上代码,它将生成以下输出:

Count of number of subsets of a set with GCD equal to a given number are: 2 1

更新于:2021-01-05

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