奶牛求幂 迭代加深搜索

奶牛求幂

问题描述

约翰的奶牛想要快速计算出整数的P(1<=P<=20000)次幂。计算过程中它们只能使用两个存储器,每个存储器可以记录某个结果的值。
它们的第一个工作是初始化存储器的值:一个存底数x,另一个初值为1。
奶牛可以相乘或相除两个存储器中的值,并把结果存在其中某个存储器内,但存储器存的数字必须是整数。比如两个存储器存的数字分别是A和B,你可以做这些运算 A*B,A*A,B*B,A/B,B/A,A/A,B/B。给出要计算的幂次,请你帮奶牛求出最少需要几次计算

输入格式

一个整数P

输出格式

一个整数,表示最少计算次数

样例输入 1

31

样例输出 1

6

样例输入 2

1023

样例输出 2

11


乍一看可能是DP,但是被立刻否决了:如果要记录状态,那么毫无疑问是两维:分别记录存储器里的值。但是,这样不仅会MLE,而且发现状态转移比较困难:即可以加也可以减。

为什么会想到搜索?首先,上面说过状态转移比较困难;其次,很容易想到两种可能不是最优的方案:每次把最大的扩大成两倍,再用较小的数补或者减去超出的部分。这样做能使数字增长得很快(其实是最快),那么最少操作步数应该不会太多

既然有这样的性质,迭代加深便是一种很好的选择。

接下来当然要考虑剪枝了。本题有几个强剪枝,尤其是第三个:

1.首先容易考虑到:负数和零是不够优秀的。减去负数等效于加上正数,加上负数等效于减去正数,这样可以避免讨论多余的状态;而出了初始状态外,出现零是没有用的:因为这样相当于只有一个数可供操作。这样一定不会比这个非零的数与另一个非零的数合起来更优。
因此,除法操作时,总是用次数的多的除以次数少的,不使用自己除以自己的操作。乘法操作后,不保留0。

2.在当前深度限制下,如果剩下的步骤全部都把较大的数扩大为两倍还是比目标状态小,显然剪枝。

3.对于当前存储器中次数 (a,b) ,设 gcd(a,b)=d ,那么不管之后怎么操作,得到的次数一定会是 d 的倍数。因此,如果不满足d|P,那么剪掉。连续的加加减减很容易让我们想到 gcd

还有一个较弱的启发式搜索(?),每次先讨论大+大的情形,这样似乎更容易得到最优解。


代码:

#include<stdio.h>
#include<algorithm>
using namespace std;

int gcd(int a,int b)
{
    if(!b)return a;
    return gcd(b,a%b);
}

int P,dep;
bool Find;

bool DFS(int cur,int x,int y)//保证x>=y
{
    if(Find)return true;

    if(cur==dep)
    {
        if(x==P)Find=true;
        return Find;
    }

    if((x<<(dep-cur))<P)return false;
    if(P%(gcd(x,y))!=0)return false;

    int a,b;

    a=x+y;b=x;
    if(b&&DFS(cur+1,a,b))return true;
    a=x+y;b=y;
    if(b&&DFS(cur+1,a,b))return true;

    a=x+x;b=x;
    if(b&&DFS(cur+1,a,b))return true;
    a=x+x;b=y;
    if(b&&DFS(cur+1,a,b))return true;

    a=y+y;b=x;if(a<b)swap(a,b);
    if(b&&DFS(cur+1,a,b))return true;

    a=y+y;b=y;
    if(b&&DFS(cur+1,a,b))return true;

    a=x-y;b=x;if(a<b)swap(a,b);
    if(b&&DFS(cur+1,a,b))return true;

    a=x-y;b=x;if(a<b)swap(a,b);
    if(b&&DFS(cur+1,a,b))return true;

    return false;
}

int main()
{
    scanf("%d",&P);
    if(P==0)return puts("0"),0;
    while(!DFS(0,1,0))dep++;
    printf("%d",dep);
}
基于SpringBoot网上超市,系统包含两种角色:用户、管理员,系统分为前台和后台两大模块,主要功能如下: 1 管理员功能实现 商品信息管理 管理员可以通过提交商品名称查询商品,并查看该商品的用户评论信息。 用户管理 管理员通过提交用户名来获取用户资料,对有异常情况的用户信息进行修改,并可以详细查看用户资料。 商品评价管理 管理员审核用户对商品的评价,经过审核的评价才会显示,并可以统计商品评价信息。 已支付订单 管理员查看已支付的订单,并逐个进行订单发货。 2 用户功能实现 商品信息 用户可以收藏、立即购买商品,或对商品进行评价,同时将商品添加到购物车。 购物车 用户可以直接下单购买购物车中的商品,或删除购物车中的商品。 确认下单 用户选择地址,查看支付金额信息,以确认订单之前的所有细节。 已支付订单 用户查看已支付的订单,若对购买商品产生后悔,可以申请退款。 二、项目技术 开发语言:Java 数据库:MySQL 项目管理工具:Maven Web应用服务器:Tomcat 前端技术:Vue、 后端技术:SpringBoot框架 三、运行环境 操作系统:Windows、macOS都可以 JDK版本:JDK1.8以上版本都可以 开发工具:IDEA、Ecplise都可以 数据库: MySQL 5.7/8.0版本均可 Tomcat:7.x、8.x、9.x版本均可 Maven:任意版本都可以
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