C++程序:查找数组中最大的可整除子集


本教程将讨论一个问题:给定一个由不同的正整数组成的数组,我们需要找到一个最大的子集,使得对于每一对元素,较大的元素都能被较小的元素整除,例如:

Input: nums[ ] = { 1, 4, 2, 6, 7}
Output: 1 2 4
Explanation:
All Divisible subsets are: (1, 2, 4), (1, 2, 6), (1, 7), etc
We have 2 subsets of length 3 in which all the pairs satisfy the condition.

Input: nums[ ] = { 1, 2, 3, 6 }
Output: 6 2 1

解决方法

本教程将讲解两种不同的方法。

简单方法

简单的方法是使用递归来解决这个问题。我们将取每个元素,并检查它是否应该包含在子集中。假设我们从第一个元素开始。对于第一个元素,我们将有两个选择,要么包含在子集中,要么不包含。假设包含第一个元素。那么,为了使第二个元素包含在子集中,它必须能被子字符串(即第一个元素)整除或整除子字符串中的元素。我们将以此方式遍历整个数组。因此,将有 2^n 种可能的路径,这将导致 O(2^n) 的时间复杂度。让我们来看一下解决这个问题的可行方法。

高效方法

可以使用动态规划来高效地解决这个问题。

  • 对数组进行排序,以便左侧元素可以被右侧元素整除。我们只需要检查一次整除性。

  • 我们将使用最长递增子序列,即我们的 dp[] 数组,来存储到第 i 个索引为止的最大可整除子集。我们将每个索引初始化为 1,因为每个元素都能被自身整除。

  • 现在我们将从第二个索引迭代,并检查每个元素以查找以当前索引结尾的最大可整除子集。通过这种方式,我们将找到每个索引的最大子集。

  • 现在遍历数组,对于每个元素,找到除数,其可整除计数最大。并将当前索引的可整除计数值更改为该元素的可整除计数 + 1。

示例

上述方法的 C++ 代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
    int nums[] = {1, 2, 3, 6};
    int n = sizeof(nums)/sizeof(int);
    // sorting the array to exclude one condition for division.
    sort(nums, nums+n);
    vector <int> prev_res(n, -1);
    // vector to store divisors of all the elements
    vector <int> dp(n, 1);
    int max = 1;
    for (int i=1; i<n; i++){   // Check if there's a divisor of ith element present at jth index.
        for (int j=0; j<i; j++){
            if (nums[i]%nums[j] == 0){
            // check If adding that increases the number of elements in subsequence.
                if (dp[i] < dp[j] + 1){
                    dp[i] = dp[j]+1;
                    prev_res[i] = j;
                   
                }
            }
        }
   
        // finding index having a maximum number of subsets.
        if(max<dp[i])
            max = dp[i];
    }
    cout << "Largest divisible subset in the array: ";
    // printing the maximum subset
    int k = max;
    while (k >= 0){
        cout << nums[k] << " ";
        k = prev_res[k];
    }
    return 0;
}

输出

Largest divisible subset in the array: 6 2 1

结论

在本教程中,我们讨论了一个问题:我们需要在给定的数组中找到最大的可整除子集,其中每一对整数都是可整除的。我们讨论了一种递归方法,它会产生指数时间复杂度,因此我们讨论了一种动态规划解决方案。我们还讨论了这个问题的 C++ 程序,我们也可以使用 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年11月25日

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