USACO1.2.4 Palindromic Squares(回文平方数)

该博客介绍了USACO竞赛中关于回文平方数的问题,给定进制B(2-20),要求找出1-300范围内平方后在B进制下为回文数的整数及其平方值。博客提供了输入输出格式示例,并指出解题关键在于进制转换和回文数判断,通过模拟进制转换过程解决。

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Palindromes are numbers that read the same forwards as backwards. The number 12321 is a typical palindrome.

Given a number base B (2 <= B <= 20 base 10), print all the integers N (1 <= N <= 300 base 10) such that the square of N is palindromic when expressed in base B; also print the value of that palindromic square. Use the letters 'A', 'B', and so on to represent the digits 10, 11, and so on.

Print both the number and its square in base B.

PROGRAM NAME: palsquare

INPUT FORMAT

A single line with B, the base (specified in base 10).

SAMPLE INPUT (file palsquare.in)

10

OUTPUT FORMAT

Lines with two integers represented in base B. The first integer is the number whose square is palindromic; the second integer is the square itself.

SAMPLE OUTPUT (file palsquare.out)

1  1
2  4
3  9
11  121
22  484
26  676
101  10201
111  12321
121  14641
202  40804
212  44944
264  69696

题目大意:给定一个进制B(2<=B<=20 十进制),输出所有的大于等于1小于等于300且它的平方用B进制表示时是回文数的数,用’A’,’B’……表示10,11 等等。

输出格式:每行两个数,第二个数是第一个数的平方,且第二个数是回文数.(注意:这两个数都应该在B那个进制下)

解题思路:好像没什么难的,主要就是考进制转换,以及回文数的判断。模拟进制转换过程即可,穷举1到300的所有平方数,转进制,比较,就OK了,除非你不会怎么转进制。

/*
USER:xingwen wang
TASK:palsquare
LANG:C
*/
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define MAXN 300
int Transform(int num);/*进制转换*/ 
char b[30],a[25]={"0123456789ABCDEFGHIJ"};
int n;
int main()
{
    freopen("palsquare.in","r",stdin);
    freopen("palsquare.out","w",stdout);
    int i,j,L,r;
    char p[35];
    scanf("%d",&n);
    for(i=1;i<=MAXN;i++)
    {
         r=Transform(i*i);
         L=0; 
         while(L<=r&&b[L]==b[r])
         {
               L++;r--;
         }  
         if(L>r)
         {
              strcpy(p,b);
              r=Transform(i);
              for(j=r;j>=0;j--)
              printf("%c",b[j]);
              printf(" %s\n",p);/*它是回文数,所以不需要逆序输出*/ 
         }
    }
    return 0;
}
int Transform(int num)
{
     int i=-1;
     while(num>0)
     {
         b[++i]=a[num%n];
         num/=n;
     }
     return i;
}
<think>好的,我现在需要解决用户关于USACO训练题1.3.4回文平方的问题。用户希望得到解法或讨论,所以我得先仔细理解题目要求。 首先,题目要求找出1到300之间的所有整数,这些整数的平方在转换为B进制后是回文数。B的范围是220。用户提供的引用中提到了进制转换回文判断的方法,我需要结合这些信息来设计解决方案。 根据引用[2]和[3],关键步骤是将数值转换为B进制,并检查其平方是否为回文。引用[4]提到将数字转换为字符串形式更方便判断回文,这和常规的回文处理方法一致。那如何正确地进行进制转换呢? 进制转换部分,需要将十进制数转换为B进制,并且处理超过10的数字,比如用'A'代表10,'B'代表11,依此类推。例如,在B=16时,15应表示为'F'。这一步需要编写一个转换函数,将十进制数逐次除以B,记录余数,并将余数转换为对应的字符。 接下来是回文判断。引用[1]中的方法是将转换后的数组反转,然后逐个比较每一位是否相同。如果在反转后所有位都匹配,则是回文。这种方法的时间复杂度是O(n),对于数值范围来说完全足够。 现在需要考虑的是整个算法的流程。首先遍历1到300的每个数i,计算i的平方,然后将平方数转换为B进制,再检查是否是回文。如果是,就输出i的B进制表示和其平方的B进制表示。 需要注意的细节包括: 1. 转换后的数字顺序是否正确,例如在转换过程中,余数是从低位到高位得到的,所以需要反转结果数组才能得到正确的顺序。 2. 处理大写的字母表示,当余数>=10时,要转换成相应的字母。 3. 输出格式要求,比如每个符合条件的数输出两行,分别是i的B进制形式和其平方的B进制形式,用空格隔开。 此外,测试边界情况,比如B=2时,数值较大,但转换后的字符串可能较长,回文判断需要准确。例如,i=1时,平方也是1,任何进制下都是回文。i=300时,平方是90000,转换成B进制后是否回文? 代码结构大致如下: 1. 主函数读取B的值。 2. 遍历i从1到300: a. 计算i的平方。 b. 将i转换为B进制字符串。 c. 将平方转换为B进制字符串。 d. 检查平方字符串是否为回文,如果是,输出i和平方的B进制形式。 关于进制转换函数,需要处理0的情况,以及正确反转结果。例如,十进制数0在任何进制下都是0,但题目中i>=1,所以无需处理0。转换函数需要处理余数,并将余数转换为字符。 回文判断函数可以直接比较字符串和其反转后的字符串是否相同,这种方法简洁有效。 在代码实现中,需要注意字符串的大小写,题目中要求用大写字母,所以转换时余数>=10的话,要用'A' + (余数-10)来得到相应字符。 最后,根据引用中的示例代码,比如引用[1]中的回文判断方法,可以借鉴其反转数组并逐个比较的思路,但转换为字符串后可以直接使用语言内置的反转函数,比如Python中的[::-1]来反转字符串,然后比较是否相等。 总结步骤: 1. 编写十进制转B进制的函数,返回大写字符串。 2. 编写回文判断函数。 3. 遍历1-300,对每个数检查其平方的B进制是否为回文,满足则输出。 测试案例,比如当B=10时,所有平方数本身是否回文,比如121回文,对应的i=11。这样可以验证程序的正确性。 可能遇到的错误包括进制转换时顺序错误,或者字符转换不正确,比如余数15在B=16时应转为'F'。另外,输出的i的进制形式是否正确,例如当i=27,B=16的话,27的16进制是1B,平方是729的16进制是2D9,不是回文,所以不会输出。 现在需要确保每个步骤都正确,并处理所有可能的边界情况。例如,当B=20时,最大的i是300,平方是90000,转换成20进制是11A00,反转后是00A11,显然不是回文。所以这样的i不会被选中。 综上,解决方案是可行的,接下来需要将思路转化为具体的代码,并验证其正确性。</think>### USACO 1.3.4 回文平方问题解析 #### **问题描述** 给定进制 $B$($2 \leq B \leq 20$),找出所有 $1 \leq N \leq 300$ 的整数,使得 $N^2$ 的 $B$ 进制表示为回文数,并输出 $N$ 和 $N^2$ 的 $B$ 进制形式[^2][^3]。 --- #### **解题思路** 1. **进制转换** 将十进制数转换为 $B$ 进制字符串。例如,十进制数 $255$ 转换为十六进制为 `FF`。注意: - 余数 $\geq 10$ 时用字母 `A`~`T` 表示(例如 $15$ 对应 `F`)。 - 转换后需反转结果(因余数从低位到高位生成)。 2. **回文判断** 直接比较字符串与其反转后的结果是否一致[^1][^4]。例如:`"121"` 反转后仍为 `"121"`,是回文。 3. **遍历与筛选** 遍历 $1$ 到 $300$ 的所有整数,计算平方并判断其 $B$ 进制是否为回文,符合条件则输出。 --- #### **代码实现** ```python def decimal_to_base(n, base): if n == 0: return '0' digits = [] while n > 0: remainder = n % base if remainder < 10: digits.append(str(remainder)) else: digits.append(chr(ord('A') + remainder - 10)) n = n // base return ''.join(reversed(digits)) def is_palindrome(s): return s == s[::-1] B = int(input()) for N in range(1, 301): square = N * N N_base = decimal_to_base(N, B) square_base = decimal_to_base(square, B) if is_palindrome(square_base): print(N_base, square_base) ``` --- #### **关键步骤解释** 1. **进制转换函数** - 通过循环取余生成每一位字符,最后反转得到正确顺序。 - 处理余数 $\geq 10$ 的情况,例如 $15 \rightarrow \text{'F'}$。 2. **回文判断优化** - 直接利用字符串反转(`s[::-1]`)简化比较逻辑。 3. **边界条件** - $N=1$ 时,平方为 $1$,任何进制下均为回文。 - $B=2$ 时,$300^2 = 90000$ 的二进制为 `10101111110000000`,非回文。 --- #### **示例输出** 当 $B=10$ 时,满足条件的数包括 $1, 2, 3, 11$(因为 $11^2 = 121$ 是回文),输出形式为: ``` 1 1 2 4 3 9 11 121 ``` ---
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