Hankson的“逆问题”

博客讲述Hankson思考“求公约数”和“求公倍数”的逆问题,即已知正整数a0、a1、b0、b1,求满足与a0最大公约数是a1,与b0最小公倍数是b1的正整数x的个数。给出输入输出格式,并分析求解思路,最后提及代码。

Hanks博士是BT(Bio-Tech,生物技术)领域的知名专家,他的儿子名叫Hankson。现在,刚刚放学回家的Hankson正在思考一个有趣的问题。
今天在课堂上,老师讲解了如何求两个正整数c1和c2的最大公约数和最小公倍数。现在Hankson认为自己已经熟练地掌握了这些知识,他开始思考一个“求公约数”和“求公倍数”之类问题的“逆问题”,这个问题是这样的:已知正整数a0,a1,b0,b1,设某未知正整数x满足:
1、 x和a0的最大公约数是a1;
2、 x和b0的最小公倍数是b1。
Hankson的“逆问题”就是求出满足条件的正整数x。但稍加思索之后,他发现这样的x并不唯一,甚至可能不存在。因此他转而开始考虑如何求解满足条件的x的个数。请你帮助他编程求解这个问题。
输入格式
输入第一行为一个正整数n,表示有n组输入数据。接下来的n行每行一组输入数据,为四个正整数a0,a1,b0,b1,每两个整数之间用一个空格隔开。输入数据保证a0能被a1整除,b1能被b0整除。
输出格式
输出共n行。每组输入数据的输出结果占一行,为一个整数。
对于每组数据:若不存在这样的x,请输出0;
若存在这样的x,请输出满足条件的x的个数;

分析
由题目可知x的值在na0中取得,只要找到n的限定条件,再将所取得的x与b0的最小公倍数与b1比较,记录相等的次数即可。
x与a0不能互为整数倍的关系,且x需要小于b1,以这两条作为判定条件对na0中进行筛选,再用x与b0的最小公倍数是b1这个条件缩小范围。

代码

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define MAXSIZE 100
int Divisor_1(int a, int b) //辗转相除法--递归实现
{
	if (a < b)
		swap(a, b);
	int c;
	c = a % b;
	if (c == 0)	//当余数为0时,除数即为最大公约数
		return b;
	else
		return Divisor_1(b, c);	//用每次的除数除两数相除的余数
}
int F1(int a0, int a1, int b0, int b1)
{
	int x = 1;
	int n;
	int count = 0;
	for (n = 1; x <  b1; n++)	//计算x可能的取值
	{
		if (n % (a0 / a1) != 0 && a0 % (n * a1) != 0)	//x != na0且a0 != nx(n = 1,2,3...)
			x = n * a1;
		else 
			continue;
		if (Divisor_1(x, b0) * b1 == x * b0)	
			//由当前x与b0计算两数最大公约数如果结果是否b1相等
			count++;
	}
	return count;
}
void IOC(int a0[], int a1[], int b0[], int b1[],int n, int count[])	//输入输出
{
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		cin >> a0[i] >> a1[i] >> b0[i] >> b1[i];
		if (a0[i] % a1[i] != 0 || b1[i] % b0[i] != 0)	//判断输入数据是否符合规则
			continue;
		else
			count[i] = F1(a0[i], a1[i], b0[i], b1[i]);
	}
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		if (count[i] == -1)	//若值为-1说明在输入时数据有误未对count[i]进行操作
			cout << "第" << i + 1 << "组数据输入有误" << endl;	
		else
			cout << count[i] << endl;
	}
}
int main()
{
	int n;
	cout << "要输入几组数据?";
	cin >> n;
	int a0[MAXSIZE];
	int a1[MAXSIZE];
	int b0[MAXSIZE];
	int b1[MAXSIZE];
	int count[MAXSIZE];	//满足条件的x的个数
	for (int i = 0; i < MAXSIZE; i++)
		count[i] = -1;
	IOC(a0, a1, b0, b1, n, count);
	system("pause");
	return 0;
}
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