HDU 1016 Prime Ring Problem(搜索入门题 DFS,多种方式)

本文详细介绍了HDU 1016素数环问题,这是一个经典的搜索入门题目,主要涉及深度优先搜索(DFS)的运用。通过分析题意和提供解决方案,帮助读者理解如何利用DFS解决此类问题。

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

 

Prime Ring Problem

Time Limit: 4000/2000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others)
Total Submission(s): 39066    Accepted Submission(s): 17239


Problem Description

A ring is compose of n circles as shown in diagram. Put natural number 1, 2, ..., n into each circle separately, and the sum of numbers in two adjacent circles should be a prime.

Note: the number of first circle should always be 1.


 

Input

n (0 < n < 20).
 

Output

The output format is shown as sample below. Each row represents a series of circle numbers in the ring beginning from 1 clockwisely and anticlockwisely. The order of numbers must satisfy the above requirements. Print solutions in lexicographical order.

You are to write a program that completes above process.

Print a blank line after each case.
 

Sample Input
      
6 8
 

Sample Output
      
Case 1: 1 4 3 2 5 6 1 6 5 2 3 4 Case 2: 1 2 3 8 5 6 7 4 1 2 5 8 3 4 7 6 1 4 7 6 5 8 3 2 1 6 7 4 3 8 5 2
 

Source

题意: n个数(1-n)构成一个素数环,是的相邻两个数的和均为素数,第一个数固定为1.
思路:简单深搜.下面三份代码,一二份搜索的参数都只有一个,而最后一份有两个,
搜索的参数由自己定,但考虑入门的人(像当初的我),为他们提供参考.

AC代码:
#include<iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
int n;
int a[25];
bool vis[25];
bool prime(int x)
{
    for(int i=2;i*i<=x;i++)
        if(x%i==0) return false;
    return true;
}
void DFS(int x)
{
    if(x==n&&prime(a[x-1]+a[0]))
    //搜索(递归)结束条件:找到了最后一个,并且最后一个与第一个(a[0],也就是1)的和也为素数
    {
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            if(i) cout<<" ";
            cout<<a[i];
        }
        cout<<endl;
        return ;
    }
    for(int i=1;i<=n;i++)//1到n的数依次去搜索
    {
        if(!vis[i]&&prime(a[x-1]+i))//i没用过且与上一个数的和为素数
        {
            vis[i]=true;//标记 i 用过
            a[x]=i;//第x个数为i
            DFS(x+1);//递归,搜索第x+1个
            vis[i]=false;//取消标记.使得下次搜索能进行,当前搜索(n个数组合的一种情况)结束时(无论成功与否)
        }
    }
}
int main()
{
    int kase=0;
    while(cin>>n)
    {
        cout<<"Case "<<++kase<<":"<<endl;
        a[0]=1;//第0个数为 1
        memset(vis,false,sizeof(vis));//vis[i]=false-->i未用过
        vis[1]=true;//标记 1 用过
        DFS(1);//搜索第1个数
        cout<<endl;
    }

    return 0;
}


上面那份代码的数组元素下标从0开始,下面这份代码的从1开始,

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int n;
int a[25];
int visit[25];
int sushu(int x);
int DFS(int x);
int main()
{
    int cas=0;
    a[1]=1;
    while (scanf("%d",&n)!=EOF)
    {
        printf("Case %d:\n",++cas);
        memset(visit,0,sizeof(visit));
        visit[1]=1;
        DFS(2);
        printf("\n");
    }
    return 0;
}
int sushu(int x)
{
    int i;
    for (i=2;i*i<x+1;i++)
    {
        if (x%i==0)
        return 0;
    }
    return 1;
}
int DFS(int x)
{
    int i;
    if (x==n+1&&sushu(a[n]+a[1])==1)
    {
        for (i=1;i<n;i++)
        {
            printf("%d ",a[i]);
        }
        printf("%d\n",a[n]);
        return ;
    }
    for (i=2;i<=n;i++)
    {
        if (visit[i]==0)
        {
            if (sushu(a[x-1]+i)==1)
            {
                visit[i]=1;
                a[x]=i;
                DFS(x+1);
                visit[i]=0;

            }
        }
    }
}

两个参数:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
int n;
bool vis[25];//标记各个数是否用过
int num[25];//填的数字
bool fun(int s)
{
    for(int i=2; i*i<=s; i++)
    {
        if(s%i==0)
            return false;
    }
    return true;
}
void Dfs(int s,int t)//s第t-1个数的值  t要搜索第t个数
{
    if(t==n+1)//跳出的条件
    {
        if(fun(s+1)==true)
        {
            for(int i=1; i<n; i++)
            {
                printf("%d ",num[i]);
            }
            printf("%d\n",num[n]);
        }
        return ;
    }
    for(int i=1; i<=n; i++)//1到n中的数去寻找
    {
        if(vis[i]==false)//判断是否重复出现//即 没有用过
        {
            if(fun(s+i)==true)
            {
                num[t]=i;
                vis[i]=true;

                Dfs(i,t+1);
                vis[i]=false;////进入到最深层后,返回时用到
            }
        }
    }
}

int main()
{
    int Case=0;
    while(~scanf("%d",&n))
    {
        printf("Case %d:\n",++Case);
        memset(vis,0,sizeof(vis));
        vis[1]=true;//确定这个数字使用过
        num[1]=1;//输出的数字
        Dfs(1,2);
        printf("\n");
    }
    return 0;
}



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