【题解】CodeForces 55D Beautiful numbers

本文介绍了一种高效计算特定区间内美丽数数量的方法。美丽数定义为能被其每位非零数字整除的数。算法通过动态规划策略,结合深度优先搜索和状态压缩技巧,有效解决了该计数问题。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Descirption D e s c i r p t i o n

传送门

一个美丽数就是可以被它的每一位非零数字整除的数。

要求寻找区间 [l,r] [ l , r ] 内的美丽数的数目。

Solution S o l u t i o n

首先是计数问题的老套路,将 [l,r] [ l , r ] 转化为 [1,r][1,l1] [ 1 , r ] − [ 1 , l − 1 ]

接下来考虑问题,假设 N=a1a2a3an¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ N = a 1 a 2 a 3 ⋯ a n ¯ ,且对 ai0,in ∀ a i ≠ 0 , i ≤ n ,均有 ai|N a i | N 。则一定有 lcmai0(ai)|N l c m a i ≠ 0 ( a i ) | N 。这样一来,我们就可以用 d(i,j,k) d ( i , j , k ) 表示处理到第 i i 位,当前数模 2520=lcm(1,2,,9) 的余数为 j j ,当前所有数字的最小公倍数为 k 时的方案数。

具体操作:

  • 先将得到的数按位拆开进行 dfs() d f s ( )
  • dfs() d f s ( ) 从低位走向高位,实际操作时还要多加一维,表示枚举的数是否已经碰到顶了(给定的数),举个例子就是给定一个数 2430 2430 。当前枚举第三位是 2 2 的话,第二位就是 1 ~ 9 9 之间任意一个数,而第三位是 3 的话,第二位只能取 1 1 ~ 4

最后一个主意事项,如果按刚才的办法开数组要开到 1925202520 19 ∗ 2520 ∗ 2520 是要爆内存的,仔细想一想,其实 k k 的取值范围并不大,很明显的 k|2520,而 2520=233257 2520 = 2 3 ∗ 3 2 ∗ 5 ∗ 7 。所以 2520 2520 总共也只有 (3+1)(2+1)(1+1)(1+1)=48 ( 3 + 1 ) ∗ ( 2 + 1 ) ∗ ( 1 + 1 ) ∗ ( 1 + 1 ) = 48 个因子而已,所以可以对第三维进行离散化,将空间降到 19252048 19 ∗ 2520 ∗ 48 ,这样就满足要求了。

Code C o d e

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#define MAXN 25
#define MOD 2520
#define LL long long
LL d[MAXN][MOD][48];
int index[MOD + 10], bit[MAXN];
int gcd(int a, int b) {
    return b ? gcd(b, a % b) : a;
}
int lcm(int a, int b) {
    return a * b / gcd(a,b);
}
LL dfs(int pos, int preSum, int preLcm, bool flag) {
    if (pos == 0)
        return preSum % preLcm == 0;
    if (!flag && d[pos][preSum][index[preLcm]] != -1)
        return d[pos][preSum][index[preLcm]];
    LL ans = 0;
    int upper = flag ? bit[pos] : 9;
    for (int i = 0; i <= upper; i++) {
        int nowSum = (preSum * 10 + i) % MOD;
        int nowLcm = preLcm;
        if (i) 
            nowLcm = lcm(nowLcm,i);
        ans += dfs(pos - 1, nowSum, nowLcm, flag && i == upper);
    }
    if (!flag)
        d[pos][preSum][index[preLcm]] = ans;
    return ans;
}
LL calc(LL x) {
    int pos = 0;
    while (x) {
        bit[++pos] = x % 10;
        x /= 10;
    }
    return dfs(pos, 0, 1, 1);
}
int main() {
    int T;
    LL l, r;
    int num = 0;
    for (int i = 1; i <= MOD; i++)
        if (MOD % i == 0)
            index[i] = num++;
    memset(d, -1, sizeof d);
    scanf("%d", &T);
    while (T--) {
        std::cin >> l >> r;
        std::cout << calc(r) - calc(l - 1) << std::endl;
    }
    return 0;
}
### Codeforces 题目解答思路与方法 #### Monsters and Spells 的解答思路 对于题目 *Monsters And Spells* ,其核心在于模拟怪物受到伤害的过程并判断最终能否击败所有怪物。此过程涉及到贪心算法的应用,具体来说是在每一轮攻击中尽可能多地减少怪物的生命值。 为了实现这一目标,可以先按照怪物初始生命值降序排列,然后依次处理每一个怪物,在每次施放技能时优先选择能造成最大伤害的方式。通过这种方式能够确保在有限的能量下最大化总伤害输出[^1]。 ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; int main() { int t; cin >> t; while(t--) { long long n, h, a, b, k; cin >> n >> h >> a >> b >> k; vector<pair<long long,int>> monsters(n); for(int i = 0; i < n; ++i){ cin >> monsters[i].first; // 生命值 monsters[i].second = i; } sort(monsters.rbegin(), monsters.rend()); // 按照生命值从高到低排序 bool canDefeatAll = true; for(auto& m : monsters) { if(m.first > someFunctionToCalculateDamage(h,a,b,k)){ canDefeatAll = false; break; } } cout << (canDefeatAll ? "YES\n" : "NO\n"); } } ``` 上述代码片段展示了如何读取输入数据并对怪物按生命值进行排序,之后遍历这些已排序的数据来决定是否有可能战胜所有的敌人。 #### Sequence 数字序列生成逻辑分析 针对 *Sequence* 这一问题,则采取了一种完全不同的策略。考虑到直接计算会遇到性能瓶颈以及难以预测的结果模式,转而探索是否存在周期性的特性成为了解决方案的关键所在。经过观察发现随着数值的增长确实出现了重复现象,这意味着一旦找到了这样的循环节就可以快速定位任意位置上的元素而不必逐项构建整个列表[^3]。 ```python def find_nth_number(n): sequence = [] current_num = 1 seen = {} while True: str_form = ''.join(sorted(str(current_num))) if str_form in seen: loop_start_index = seen[str_form] non_loop_part_length = len(sequence[:loop_start_index]) relative_position_within_cycle = (n - non_loop_part_length - 1) % \ (len(sequence) - non_loop_part_length) return int(''.join(sorted(str(sequence[relative_position_within_cycle])))) seen[str_form] = len(sequence) sequence.append(current_num) next_value_options = set([current_num * 2, int(''.join(sorted(str(current_num))))]) current_num = min(next_value_options.difference(set(sequence)), default=current_num + 1) print(find_nth_number(15)) # 输出应为1156 ``` 这段 Python 实现首先尝试建立直到检测到第一个重复项为止的部分序列;接着利用模运算找到给定索引 `n` 对应在环内的确切位置,并据此返回相应的整数值。
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