hdu 1058 Humble Numbers 丑数(set,优先队列应用)

本文介绍了一种使用优先队列和集合高效生成特定序列——丑数序列的算法。丑数定义为仅包含2、3、5、7作为质因数的整数。通过此算法可以找出序列中的第n个丑数。

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

题目要求,如果一个数的素因数(因数中的素数),只有2,3,5,7,那么这个数称为丑数,输入一个数n,求第n个丑数

题目给出了前20个丑数 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 24, 25, 27

里面没有 11,因为11的 因数11是素数,而且11不属于 2,3,5,7; 所以不是丑数;

我们从小到大生成丑数,可以看出对于任意丑数x,2x, 3x,5x,7x,也是丑数,所以我们可以用priority_queue来储存已经生成的丑数,每次取出顶部最小的丑数,再生成4个新的丑数,因为丑数可能有多种生成方式 像(6=2*3 ,6=3*2),所以我们用set来储存生成的丑数;

对stl优先队列有疑惑的同学请猛戳STL优先队列详解


题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1058

Humble Numbers

Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others)
Total Submission(s): 19362    Accepted Submission(s): 8463


Problem Description
A number whose only prime factors are 2,3,5 or 7 is called a humble number. The sequence 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 24, 25, 27, ... shows the first 20 humble numbers.

Write a program to find and print the nth element in this sequence
 

Input
The input consists of one or more test cases. Each test case consists of one integer n with 1 <= n <= 5842. Input is terminated by a value of zero (0) for n.
 

Output
For each test case, print one line saying "The nth humble number is number.". Depending on the value of n, the correct suffix "st", "nd", "rd", or "th" for the ordinal number nth has to be used like it is shown in the sample output.
 

Sample Input
  
1 2 3 4 11 12 13 21 22 23 100 1000 5842 0
 

Sample Output
  
The 1st humble number is 1. The 2nd humble number is 2. The 3rd humble number is 3. The 4th humble number is 4. The 11th humble number is 12. The 12th humble number is 14. The 13th humble number is 15. The 21st humble number is 28. The 22nd humble number is 30. The 23rd humble number is 32. The 100th humble number is 450. The 1000th humble number is 385875. The 5842nd humble number is 2000000000. 【代码如下】
#include <iostream>
#include <queue>
#include <stdio.h>
#include <vector>
#include <set>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int coeff[4]={2,3,5,7};
int save[6000];
int main()
{
    priority_queue< ll ,vector<ll>,greater<ll> >Q; // 最小的优先弹出队列
    set<ll>s;
    Q.push(1);
    s.insert(1);
    for(int i=1;;i++)
    {
        ll x=Q.top();Q.pop();
        save[i]=x;
        if(i==5842)
            break;
        for(int j=0;j<4;j++)
        {
            ll x2=x*coeff[j];
            if(!s.count(x2))
            {
                s.insert(x2);Q.push(x2);
            }
        }
    }
    int n;
    while(cin>>n&&n)
    {
        printf("The %d",n);
        int t=n%10;
        int tt=n%100;
        if(tt!=11&&tt!=12&&tt!=13)
        {
            if(t==1)
                printf("st");
            else if(t==2)
                printf("nd");
            else if(t==3)
                printf("rd");
            else
                printf("th");
        }
        if(tt==11||tt==12||tt==13)//11 ,12 ,13 输出都是 th
            printf("th");
            printf(" humble number is %d.\n",save[n]);
    }
    return 0;
}


对于HDU4546问题,还可以使用优先队列Priority Queue)来解决。以下是使用优先队列的解法思路: 1. 首先,将数组a进行排序,以便后续处理。 2. 创建一个优先队列(最小堆),用于存储组合之和的候选值。 3. 初始化优先队列,将初始情况(即前0个数的组合之和)加入队列。 4. 开始从1到n遍历数组a的元素,对于每个元素a[i],将当前队列中的所有候选值取出,分别加上a[i],然后再将加和的结果作为新的候选值加入队列。 5. 重复步骤4直到遍历完所有元素。 6. 当队列的大小超过k时,将队列中的最小值弹出。 7. 最后,队列中的所有候选值之和即为前k小的组合之和。 以下是使用优先队列解决HDU4546问题的代码示例: ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <queue> #include <functional> using namespace std; int main() { int n, k; cin >> n >> k; vector<int> a(n); for (int i = 0; i < n; i++) { cin >> a[i]; } sort(a.begin(), a.end()); // 对数组a进行排序 priority_queue<long long, vector<long long>, greater<long long>> pq; // 最小堆 pq.push(0); // 初始情况,前0个数的组合之和为0 for (int i = 0; i < n; i++) { long long num = pq.top(); // 取出当前队列中的最小值 pq.pop(); for (int j = i + 1; j <= n; j++) { pq.push(num + a[i]); // 将所有加和结果作为新的候选值加入队列 num += a[i]; } if (pq.size() > k) { pq.pop(); // 当队列大小超过k时,弹出最小值 } } long long sum = 0; while (!pq.empty()) { sum += pq.top(); // 求队列中所有候选值之和 pq.pop(); } cout << sum << endl; return 0; } ``` 使用优先队列的方法可以有效地找到前k小的组合之和,时间复杂度为O(nklog(k))。希望这个解法对你有所帮助!
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