C++ 最大子集,其中每对元素的和为素数


从给定的数组中找到最大的子集,其中每对元素的和都是素数。假设最大元素为 100000,例如 -

Input: nums[ ] = { 3, 2, 1,1 }
Output: size = 3, subset = { 2, 1, 1 }
Explanation:
Subsets can be formed: {3, 2}, {2, 1} and { 2, 1, 1},
In {2, 1, 1} sum of pair (2,1) is 3 which is prime,
and the sum of pairs (1,1) is 2 which is also a prime number.

Input: nums[ ] = {1, 4, 3, 2}
Output: size = 2, subset = {1, 4}
Explanation:
subset can be formed: {1, 4}, {4, 3}, and {3, 2}
All are of size 2 so we can take any subset like 1 + 4 =5 which is a prime number.

解决方法

要先确定这对数是否为素数,我们需要检查其和是奇数还是偶数,因为除了 2 之外,偶数都不是素数。两个数的和可以是偶数,如果这两个数都是奇数或都是偶数。

在这个问题中,我们将取三个数,x、y 和 z,其中任意两个数都应该是偶数或奇数。然后我们将检查这个子集的素数和对,这在以下情况下是可能的:

  • 子集包含一些 1 和一些其他数字,其中 NUM + 1 应该是素数。

  • 或者如果子集只包含两个数字,它们的和是素数。

示例

 #include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define M 100001
bool check_prime[M] = { 0 };
int sieve_of_eratosthenes(){
    for (int p = 2; p * p < M; p++){
       // If it is not marked then mark
        if (check_prime[p] == 0){
            // Update all multiples of p
            for (int i = p * 2; i < M; i += p)
                check_prime[i] = 1;
        }
    }
    return 0;
}
int main(){
    sieve_of_eratosthenes();
    int nums[] = {  3, 2, 1, 1};
    int n = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]);
        int ones = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++)
        if (nums[i] == 1)
            ones++;
    // If ones are present and
    // elements greater than 0 are also present
    if (ones > 0){
        for (int i = 0; i < n; i++){
            //checking whether num + 1 is prime or not
            if ((nums[i] != 1) and (check_prime[nums[i] + 1] == 0)){
                cout << ones + 1 << endl;
                // printing all the ones present with nums[i]
                for (int j = 0; j < ones; j++)
                cout << 1 << " ";
                cout << nums[i] << endl;
                return 0;
            }
        }
    }
    // If subsets contains only 1's
    if (ones >= 2){
        cout << ones << endl;
        for (int i = 0; i < ones; i++)
            cout << 1 << " ";
        cout << endl;
        return 0;
    }
    // If no ones are present.
    for (int i = 0; i < n; i++){
        for (int j = i + 1; j < n; j++){
            // searching for pair of integer having sum prime.
            if (check_prime[nums[i] + nums[j]] == 0){
                cout << 2 << endl;
                cout << nums[i] << " " << nums[j] << endl;
                return 0;
            }
        }
    }
// If only one element is present in the array.
    cout << -1 << endl;
    return 0;
}

输出

3
1 1 2

以上代码的解释

  • 首先,我们检查数组中 1 的数量。

  • 如果它大于 0,则遍历数组并检查除 1 之外的每个元素,是否 nums[i] + 1 是素数;如果是,则打印 (1 的数量 + 1) 的总数作为子集的大小,以及所有 1 和该数字。

  • 如果给定数组只包含 1,则打印所有 1,因为所有对的和将是 2(素数)。

  • 如果没有 1,则检查数组中每对元素的和是否为素数。

  • 否则,打印 -1。

结论

在本教程中,我们讨论了一个问题,我们需要从给定的数组中找到最大的子集,其中每对元素的和都是素数。我们讨论了一种利用埃拉托斯特尼筛法解决此问题的方法,并检查数组中 1 的数量。我们还讨论了此问题的 C++ 程序,我们可以使用 C、Java、Python 等编程语言来实现。希望本教程对您有所帮助。

更新于: 2021-11-25

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