用其他数的幂表示数字的 C++ 表示


讨论用另一个数的幂表示一个数的问题。给定两个数 x 和 y,我们需要判断 y 是否可以用 x 的幂表示,其中 x 的每个幂只能使用一次,例如

Input: x = 4, y = 11
Output: true
Explanation: 4^2 - 4^1 - 4^0 = 11 Hence y can be represented in the power of x.

Input: x = 2, y = 19
Output: true
Explanation: 2^4 + 2^1 + 2^0 =19 Hence y can be represented in the power of x.

Input: x = 3, y = 14
Output: false
Explanation: 14 can be represented as 3^2 + 3^1 + 3^0 + 3^0 but we cannot use one term of power of x twice.

寻找解决方案的方法

从如何用 2 的幂表示 19 的例子中,我们可以形成一个方程:

c0(x^0) + c1(x^1) + c2(x^2) + c3(x^3) + … = y ….(1),

其中 c0、c1、c2 可以是 -1、0、+1,分别表示减去 (-1) 项、加上 (+1) 项或不包含 (0) 项:

c1(x^1) + c2(x^2) + c3(x^3) + … = y - c0,

将 x 作为公因数提出:

c1(x^0) + c2(x^1) + c3(x^2) + … = (y - c0)/x ….(2),

从等式 (1) 和 (2) 中,我们可以再次用这种方式表示这个数,并且为了存在解,(y - Ci) 应该能被 x 整除,而 Ci 只能包含 -1、0 和 +1。

所以最终我们需要检查直到 y>0 是否 [(y-1) % x == 0] 或 [(y) % x == 0] 或 [(y+1) % x == 0],或者是否存在解。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
   int x = 2, y = 19;
   // checking y divisibility till y>0
   while (y>0) {
      // If y-1 is divisible by x.
      if ((y - 1) % x == 0)
         y = (y - 1) / x;
        // If y is divisible by x.
      else if (y % x == 0)
         y = y / x;
         // If y+1 is divisible by x.
      else if ((y + 1) % x == 0)
         y = (y + 1) / x;
         // If no condition satisfies means
         // y cannot be represented in terms of power of x.
      else
         break;
   }
   if(y==0)
      cout<<"y can be represented in terms of the power of x.";
   else
      cout<<"y cannot be represented in terms of the power of x.";
   return 0;
}

输出

y can be represented in terms of the power of x.

结论

在本教程中,我们讨论了如何检查一个数是否可以用另一个数的幂来表示。我们讨论了一种简单的解决方法,通过检查当前数、前一个数和后一个数能否被 y 整除。

我们还讨论了这个问题的 C++ 程序,我们也可以用 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26日

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