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。
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