C++ 程序查找数组中最大的可整除子集

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本教程将讨论一个问题,给定一个不同的正整数数组。我们需要找到最大的子集,使得每对较大的元素都被较小的元素除,例如 −

输入:nums[ ] = { 1, 4, 2, 6, 7}
输出:1 2 4
解释:
所有可整除子集为:(1, 2, 4)、(1, 2, 6)、(1, 7) 等
我们有 2 个长度为 3 的子集,其中所有对都满足条件。

输入:nums[ ] = { 1, 2, 3, 6 }
输出:6 2 1

寻找解决方案的方法

在本教程中,我们将解释两种不同的方法。

简单方法

在一个简单的方法中,我们可以应用递归来解决这个问题。我们将获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。我们将有两个选项,要么将第一个元素包含在子集中,要么不包含在子集中。让我们包括第一个元素。然后,对于要包含在子集中的第二个元素,它应该可以被子字符串中的元素(即第一个元素)整除或整除。这就是我们遍历数组的方式。因此将有 2^n 条可能的路径,这将产生 O(2^n) 的时间复杂度。让我们看看解决这个问题的可行方法。

有效方法

可以使用动态规划来解决这个问题。

  • 对数组进行排序,使左侧元素可以被正确元素整除。我们必须检查一次可整除性。

  • 我们将采用最长递增子序列,即我们的 dp[ ] 数组,来存储直到第 i 个索引的最大可整除子集。我们将用 1 初始化每个索引,因为每个元素都会整除自身。

  • 现在我们将从第二个索引开始迭代,并检查每个元素是否为以当前索引结尾的最大可整除子集。这样,我们将找到每个索引的最大子集。

  • 现在遍历数组,为每个元素找到一个可整除计数最大的除数。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);
    // 对数组进行排序以排除一个除法条件。
    sort(nums, nums+n);
    vector <int> prev_res(n, -1);
    // 用于存储所有元素除数的向量
    vector <int> dp(n, 1);
    int max = 1;
    for (int i=1; i<n; i++){   // 检查第 j 个索引处是否存在第 i 个元素的除数。
        for (int j=0; j<i; j++){
            if (nums[i]%nums[j] == 0){
            // 检查添加是否会增加子序列中的元素数量。
              if (dp[i] < dp[j] + 1){
                    dp[i] = dp[j]+1;
                      prev_res[i] = j;
                 
              }
            }
          }
          // 查找具有最大子集数量的索引。
          if(max<dp[i])
            max = dp[i];
    }
    cout << "数组中最大的可整除子集:";
    // 打印最大子集
    int k = max;
    while (k >= 0){
        cout << nums[k] << " ";
      k = prev_res[k];
    }
    return 0;
}

输出

数组中最大的可整除子集:6 2 1

结论

在本教程中,我们讨论了一个问题:我们需要在给定数组中找到最大的可整除子集,其中每对中的整数都是可整除的。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,我们可以使用 C、Java、Python 等编程语言来完成。我们希望本教程对您有所帮助。


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