PTA 天梯赛练习集L1-002 打印沙漏 (解决方案)

本文介绍了解决通过等差数列构造沙漏数字问题的解题思路,包括如何计算沙漏数列的通项公式,并给出了C++代码实例,展示了如何在程序中寻找与输入个数最接近的沙漏数。

解题思路:

观察图像可得以下结论:

1.能构成沙漏的数字有: 7、17、31、49......

2.前后每个构成沙漏的大数减小数的差值为等差数列:10、14、18、22.....

此等差数列的前n项和公式为8*n+2*n*n;

因此根据数学关系可得任意两个沙漏的数值差为它们之间的等差数值的加和。

根据数学知识可得第n个(n初值取1)构成沙漏的数的表达式为8*n+2*n*n+7。

因此在程序中可以利用循环语句找到与输入个数最接近的沙漏数。

将此沙漏拆分为上下两部分进行输出,注意循环条件。

 

注意:

在PTA中提交的时候以下代码为需要额外注意的地方。其在1测试点中进行测试,若不注意则将部分正确。

if(n<=0)return 0;

程序分为 大部分:

1.计算与输入数字最接近的沙漏符号总数。

2.计算剩余个数。

3.计算沙漏两头的符号个数。

4.利用循环分别打印上下两部分。

程序结果如下:

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{int n;
char a[100];
cin>>n>>a;
if(n<=0)return 0;
int i=0;
while((8*i+2*i*i+7)<=n)
	{i++;
	}
i--;
int remain;
remain=n-(8*i+2*i*i+7);
int usingwood=8*i+2*i*i+7;
int end=1,sum=0;
while(sum!=(usingwood-1)/2)
	{end+=2;
	sum+=end;
	}
i=end;
while(i>=1)
	{for(int j=0;j<((end-i)/2);j++)
		{cout<<" ";
		}
	for(int j=0;j<i-1;j++)
		{cout<<a[0]; 
		}
	cout<<a[0]<<endl;
	i=i-2;
	}
i=3;
while(i<=end)
	{for(int j=0;j<(end-i)/2;j++)
		{cout<<" ";
		}
	for(int j=0;j<i-1;j++)
		{cout<<a[0];
		}
	cout<<a[0]<<endl;
	i=i+2;
	}
cout<<remain;

}

### 解决方案 对于PTA天梯赛训练中的L1-009 N个数求和问题,在C++中可以通过定义结构体来存储分数并编写函数处理加法运算以及化简操作。下面展示了一个完整的解决办法。 #### 定义数据结构与辅助功能 为了方便表示分数,可以创建一个名为`Fraction`的结构体用于保存分子(`numerator`)和分母(`denominator`)两个成员变量;同时提供构造函数初始化对象,并重载流插入运算符以便于输出显示[^1]。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; struct Fraction { int numerator; int denominator; // 构造函数 Fraction() : numerator(0), denominator(1) {} Fraction(int num, int deno): numerator(num), denominator(deno){ simplify(); } void simplify(){ if (this->denominator != 0 && this->numerator != 0){ int gcd_val = __gcd(abs(this->numerator), abs(this->denominator)); this->numerator /= gcd_val; this->denominator /= gcd_val; if (this->denominator < 0){ // Ensure the sign is on top this->numerator *= -1; this->denominator *= -1; } }else{ this->numerator = 0; this->denominator = 1; } } friend ostream& operator<<(ostream &os, const Fraction &f); }; // Overload << to output fraction objects easily. ostream& operator<<(ostream &os, const Fraction &f){ os<< f.numerator << "/" << f.denominator; return os; } ``` #### 主逻辑实现 接下来是主程序部分,这里读取输入直到遇到文件结束标志EOF为止。每次迭代都会先获取当前测试案例的数量n,之后循环读入每一个分数字符串形式的数据转换为对应的`Fraction`实例加入到向量容器之中准备后续计算。最后遍历所有项累加得到最终结果后打印出来即可完成整个流程[^2]。 ```cpp int main() { vector<Fraction> fractions; while(true){ string line; getline(cin,line); if(line.empty()) break; stringstream ss(line); size_t count; ss >> count; for(size_t i=0 ;i<count;++i){ char slash; int numer, denom; ss>>numer>>slash>>denom; fractions.emplace_back(numer,denom); } // Calculate LCM of all denominators first long long lcm = 1LL *fractions.front().denominator; for(auto it=fractions.begin()+1;it!=fractions.end();++it){ lcm=(lcm*(*it).denominator)/__gcd(lcm , (*it).denominator ); } // Sum up all numerators after converting them into same base using calculated LCM long long total_numerator=0; for(const auto& frac:fractions){ total_numerator+=frac.numerator*(lcm/frac.denominator); } cout<<Fraction(total_numerator,lcm)<<endl; // Clear input buffer and prepare for next test case cin.clear(); cin.ignore(INT_MAX,'\n'); fractions.clear(); } return 0; } ``` 此段代码实现了对多个带符号有理数相加以获得其简化后的表达式的功能。通过构建合理的类封装了必要的属性和行为使得整体架构清晰易懂易于维护扩展[^3]。
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