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📅  最后修改于: 2023-12-03 14:54:27.344000             🧑  作者: Mango

打印n个数字,使它们的和成为一个完美的平方

在本题中,我们需要实现一个函数,可以打印n个数字,使得这n个数字的和是一个完美的平方数。

什么是完美平方数

完美平方数是指一个数可以表示为另一个整数的平方数之和,例如:

1 = 1^2
4 = 1^2 + 1^2 + 1^2 + 1^2
9 = 2^2 + 2^2 + 1^2
16 = 4^2
解题思路

这道题实际上就是要找到n个数的组合,使得它们的和是一个完美平方数。

我们可以使用暴力的方式,先列举出所有可能的组合,并对它们的和进行判断。但是这样的时间复杂度是指数级别的,肯定无法满足需求。

所以我们需要想办法优化算法,可以尝试使用递归的方法。从第一个数字开始,假设它是组合的第一个数字。然后,将剩下的数字再分为两部分,一部分包含这个数字,一部分不包含。递归地对这两部分进行求和,直到找到一组合适的解或者没有解为止。

代码片段
from math import sqrt

def perfect_square(n):
    """
    打印n个数字,使它们的和成为一个完美平方数
    """
    def helper(lst, total):
        """
        递归解法,lst为可选数字,total为当前和
        """
        if len(lst) == 0:
            # 当没有数字可选时,判断当前和是否为完美平方数
            if sqrt(total).is_integer():
                print(" ".join(map(str, res)))
        else:
            # 选择第一个数字,并递归处理剩下的数字
            first = lst[0]
            helper(lst[1:], total + first)

            # 不选第一个数字,并递归处理剩下的数字
            helper(lst[1:], total)

    res = []
    nums = list(range(1, n+1))
    helper(nums, 0)

perfect_square(5)

代码解释:

  • 第一行导入sqrt函数,用于判断一个数是否为完美平方数;
  • 在perfect_square函数中,定义了一个helper函数,用于递归处理;
  • 在helper函数中,首先判断当前lst是否为空,如果空了,则判断当前total是否为完美平方数,并打印符合条件的列表;
  • 如果lst不为空,则从lst中选择第一个数字first,分别递归helper函数处理选和不选first的情况,直到lst为空为止;
  • 在perfect_square函数中,我们先生成1~n的数字,然后调用helper函数,初始调用时lst为所有数字,total为0。