USACO - Chapter1 Section 1.3 - Combination Lock

Combination Lock

题目描述

农夫约翰的奶牛不停地从他的农场中逃出来,导致了很多损害。为了防止它们再逃出来,他买了一只很大的号码锁以防止奶牛们打开牧场的门。

农夫约翰知道他的奶牛很聪明,所以他希望确保它们不会在简单地试了很多不同的号码组合之后就能轻易开锁。锁上有三个转盘,每个上面有数字1..N (1 <= N <= 100),因为转盘是圆的,所以1和N是相邻的。有两种能开锁的号码组合,一种是农夫约翰设定的,还有一种“预设”号码组合是锁匠设定的。但是,锁有一定的容错性,所以,在每个转盘上的数字都与一个合法的号码组合中相应的数字相距两个位置以内时,锁也会打开。

比如说,如果农夫约翰的号码组合是(1,2,3),预设号码组合是(4,5,6),在转盘被设定为(1,4,5)(因为这和农夫约翰的号码组合足够接近)或(2,4,8)(因为这和预设号码组合足够接近)。注意,(1,5,6)并不会打开锁,因为它与任一号码组合都不够接近。

给出农夫约翰的号码组合和预设号码组合,请计算能够开锁的不同的号码组合的数目。号码是有序的,所以(1,2,3)与(3,2,1)不同。

输入输出格式

输入格式:
第一行:整数N。

第二行:三个以空格分隔的整数,为农夫约翰的号码组合。

第三行:三个以空格分隔的整数,为预设号码组合(可能与农夫约翰的号码组合相同)。

输出格式:
第一行:所有不同的能够开锁的号码组合的总数。

输入输出样例

输入样例#1:
50
1 2 3
5 6 7
输出样例#1:
249

模拟,注意不要在满足两种情况的时候计数两次。

Code

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<cstdio>
using namespace std;
int main()
{
    int n,a[3],b[3],ans = 0;
    cin >> n >> a[0] >> a[1] >> a[2] >> b[0] >> b[1] >> b[2];

    for (int i=1;i<=n;i++)
    {
        for (int j=1;j<=n;j++)
        {
            for (int k=1;k<=n;k++)
            {
                if (   (abs(a[0]-i) <= 2 || (i+n-a[0])<=2 || ((n-i+a[0])<=2))
                    && (abs(a[1]-j) <= 2 || (j+n-a[1])<=2 || ((n-j+a[1])<=2))
                    && (abs(a[2]-k) <= 2 || (k+n-a[2])<=2 || ((n-k+a[2])<=2)))
                {
                    ans++;
                    continue;
                }
                if (   (abs(b[0]-i) <= 2 || (i+n-b[0])<=2 || ((n-i+b[0])<=2))
                    && (abs(b[1]-j) <= 2 || (j+n-b[1])<=2 || ((n-j+b[1])<=2))
                    && (abs(b[2]-k) <= 2 || (k+n-b[2])<=2 || ((n-k+b[2])<=2))   )
                {
                    ans++;
                    continue;
                }
            }
        }
    }
    cout << ans;
    return 0;
}
<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1300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2到20。用户提供的引用中提到了进制转换和回文判断的方法,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&#39;A&#39;代表10,&#39;B&#39;代表11,依此类推。例如,在B=16时,15应表示为&#39;F&#39;。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1300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1300: 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&#39;A&#39; + (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是回文,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&#39;F&#39;。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 &#39;0&#39; digits = [] while n > 0: remainder = n % base if remainder < 10: digits.append(str(remainder)) else: digits.append(chr(ord(&#39;A&#39;) + remainder - 10)) n = n // base return &#39;&#39;.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 $15 \rightarrow \text{&#39;F&#39;}$。 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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