5-37 整数分解为若干项之和

本文详细解析了将正整数N分解成多个正整数相加的所有可能方式的算法实现,通过递归方法生成所有可能的分解式子,并按照特定的顺序输出,适用于数学和编程爱好者。

7-37 整数分解为若干项之和 (20 分)

将一个正整数N分解成几个正整数相加,可以有多种分解方法,例如7=6+1,7=5+2,7=5+1+1,…。编程求出正整数N的所有整数分解式子。

输入格式:

每个输入包含一个测试用例,即正整数N (0<N≤30)。

输出格式:

按递增顺序输出N的所有整数分解式子。递增顺序是指:对于两个分解序列N​1​​={n​1​​,n​2​​,⋯}和N​2​​={m​1​​,m​2​​,⋯},若存在i使得n​1​​=m​1​​,⋯,n​i​​=m​i​​,但是n​i+1​​<m​i+1​​,则N​1​​序列必定在N​2​​序列之前输出。每个式子由小到大相加,式子间用分号隔开,且每输出4个式子后换行。

输入样例:

7

输出样例:

7=1+1+1+1+1+1+1;7=1+1+1+1+1+2;7=1+1+1+1+3;7=1+1+1+2+2
7=1+1+1+4;7=1+1+2+3;7=1+1+5;7=1+2+2+2
7=1+2+4;7=1+3+3;7=1+6;7=2+2+3
7=2+5;7=3+4;7=7
#include <stdio.h>
int sum;
int n,cnt=0,cnt2=0;;

int fun(int i,int a[]){
    if(cnt<=n-1){
        a[cnt++]=i;
        sum+=i;
        if(sum>n){
            return -1;
        }else if(sum==n){
            cnt2++;
            printf("%d=",n);
            for(int k=0;k<cnt;k++){
                if(k==0){
                    printf("%d",a[k]);
                }else{
                    printf("%+d",a[k]);
                }
            }
            if(cnt2%4==0||a[0]==n){
                printf("\n");
            }else{
                printf(";");
            }
            return 0;
        }else if(sum<n){
            int j=i;
            while(j<=n){
                int l=fun(j,a);
                sum-=j;
                cnt--;
                if(l==0){
                    return -1;
                }
                j++;
            }
            return -1;
        }
    }else{
        return -1;
    }
    return -1;
}
int main(){
    scanf("%d",&n);
    int s[n];
    int i=1;
    while(i<=n){
        int l=fun(i,s);
        sum=0;
        cnt=0;
        i++;
    }
    return 0;
}

 或者

#include <stdio.h>
int sum;
int n,cnt=0,cnt2=0;

void fun(int i,int a[]){
    int j=i;
    if(cnt>n-1){
        return;
    }
        while(j<=n){
            a[cnt++]=j;
            sum+=j;
            if(sum==n){
                int k=0;
                cnt2++;
                printf("%d=",n);
                for(k=0;k<cnt;k++){
                    
                    if(k==0){
                        printf("%d",a[k]);
                    }else{
                        printf("%+d",a[k]);
                    }
                }
                if(cnt2%4==0||a[0]==n){
                    printf("\n");
                }else{
                    printf(";");
                }
                sum-=j;
                cnt--;
                return;
            }
            if(sum>n){
                sum-=j;
                cnt--;
                return;
            }
            if(sum<n){
                fun(j,a);
                sum-=j;
                cnt--;
            }
            j++;
        }
    return;
}

int main(){
    scanf("%d",&n);
    int s[n];
    int i=1;
    fun(i,s);
    return 0;
}

虽然第二种不需要额外套一层循环,但是第一种可读性比较好。

<think>好的,我现在需要帮助用户找到关于整数分解若干项之和的C语言实现或算法。首先,我应该回忆一下这个问题的大致思路。整数分解,比如将7分解5+2或者3+2+2等形式,通常可以用递归或回溯的方法来解决。 用户提到了PTA的题目和另一个引用,说明他们可能在准备编程题,需要具体的代码示例。我需要先确定这个问题的核心算法步骤。分解整数时,要确保分解后的项按非递增顺序排列,这样可以避免重复的组合,比如7=3+2+2和7=2+3+2会被视为重复,所以需要规定顺序。 接下来,应该考虑如何递归地生成所有可能的组合。例如,从最大的可能数开始,逐步减小,并递归分解剩余的数。比如分解5,从2开始,那么剩下的3需要分解成不超过2的数,依次类推。 然后,我需要考虑如何将这个逻辑转化为C语言代码。可能需要一个数组来存储当前的分解项,以及记录当前位置的索引。每次递归调用时,从当前允许的最大值开始尝试,直到1为止,同时更新剩余的值。 还需要处理输出的格式,比如用加号连接,每行显示四个分解式后换行。这需要在打印时控制换行的条件,比如使用计数器。 另外,要注意边界条件,比如当剩余值为0时,说明已经完成一个分解,需要输出结果。同时,要确保分解的项不会超过前一个项的值,以保持非递增顺序,避免重复。 现在,我需要检查是否有常见的错误点,比如数组越界、递归终止条件是否正确,以及输出格式是否符合要求。例如,PTA的题目可能对输出有严格的要求,比如每行最后一个数字后面不能有空格,或者分解式的排列方式。 可能还需要考虑效率问题,因为N最大是30,递归深度不会太大,所以应该不会有栈溢出的问题。不过,对于更大的数可能需要优化,但根据题目限制,这里不需要。 最后,整合这些思路,写出结构清晰的C语言代码,并添加注释解释关键步骤,帮助用户理解。同时,根据用户的要求,生成相关问题,比如算法优化、不同实现方法的比较等,以扩展他们的知识。</think>### C语言实现整数分解若干项之和的算法 #### 算法思路 1. **回溯法**:通过递归遍历所有可能的分解组合,使用数组存储当前分解项 2. **非递增顺序**:确保每个新项不大于前一项,避免重复解[^1] 3. **剪枝优化**:当剩余值小于0时停止当前路径的探索 #### 代码实现 ```c #include <stdio.h> #define MAX 30 int terms[MAX]; // 存储当前分解项 int index = 0; // 当前分解位置 void dfs(int remain, int start) { // 终止条件:剩余值为0时输出结果 if (remain == 0) { printf("%d=", terms[0]); for (int i = 1; i < index; ++i) { printf(i == index-1 ? "%d" : "%d+", terms[i]); } // 控制每行输出4个分解式 static int count = 0; printf(++count%4 ? "; " : "\n"); return; } // 从start开始尝试分解(保证非递增) for (int i = start; i >= 1; --i) { if (remain - i >= 0) { terms[++index] = i; dfs(remain - i, i); // 注意第二个参数传递当前i值 index--; // 回溯 } } } int main() { int n; scanf("%d", &n); terms[0] = n; // 第一个元素存储原数 dfs(n, n-1); // 初始可分解最大值为n-1 return 0; } ``` #### 关键点说明 1. **递归参数**:`remain`表示剩余待分解数值,`start`表示允许的最大分解值 2. **输出控制**:使用静态变量`count`实现每行4个解的格式要求 3. **去重原理**:通过`start`参数保证后续分解值不大于前项[^2] 4. **回溯步骤**:在递归返回后执行`index--`撤销当前选择
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