📅  最后修改于: 2023-12-03 14:53:56.090000             🧑  作者: Mango
这个主题涉及到如何在程序中计算小于或等于给定数N的A、B或C的倍数的个数。这在解决一些数学问题时非常有用,比如欧拉计划中的第一题。
最简单的方法是使用暴力枚举,即从1开始枚举到N,对于每个数判断是否是A、B或C的倍数。如果是,则将计数器加1。
def count_multiples(N, A, B, C):
count = 0
for i in range(1, N+1):
if i % A == 0 or i % B == 0 or i % C == 0:
count += 1
return count
这个方法是可行的,但是当N很大、ABC中任意一个数很大时,时间复杂度会非常高,效率低下。因此,我们需要更优秀的算法。
使用容斥原理,可以用一个容器大小为A、B、C的A、B、C的最小公倍数(LCM)的倍数个数,减去最小公倍数内A和B、B和C、A和C的公共倍数个数,再加上最小公倍数内ABC的公共倍数个数。
LCM是A、B、C的最小公倍数。需要使用求最小公约数的算法来找到LCM。
def gcd(a, b):
if b == 0:
return a
return gcd(b, a % b)
def lcm(a, b):
return a * b // gcd(a, b)
def count_multiples(N, A, B, C):
lcm_ab = lcm(A, B)
lcm_ac = lcm(A, C)
lcm_bc = lcm(B, C)
lcm_abc = lcm(lcm_ab, C)
count_a = N // A
count_b = N // B
count_c = N // C
count_ab = N // lcm_ab
count_ac = N // lcm_ac
count_bc = N // lcm_bc
count_abc = N // lcm_abc
count = count_a + count_b + count_c \
- count_ab - count_ac - count_bc \
+ count_abc
return count
这个方法的时间复杂度为O(1),需要进行7次除法运算和3次取模运算。
使用数学公式,可以快速求出小于或等于N的A、B或C的倍数的个数,方法类似于方法二,但是更加简洁。
def count_multiples(N, A, B, C):
count_a = N // A
count_b = N // B
count_c = N // C
count_ab = N // (A*B // gcd(A, B))
count_ac = N // (A*C // gcd(A, C))
count_bc = N // (B*C // gcd(B, C))
count_abc = N // (A*B*C // gcd(gcd(A, B), C))
count = count_a + count_b + count_c \
- count_ab - count_ac - count_bc \
+ count_abc
return count
这个方法的时间复杂度为O(1),需要进行6次除法运算、4次取模运算和4次最大公约数运算。
总体而言,方法二和方法三都比较高效,能够快速求解小于或等于N的A、B或C的倍数的个数。您可以根据自己的需求选择合适的方法来解决问题。