C++中的超級醜數


我們需要建立一個函式來查詢第 n 個超級醜數。超級醜數是所有質因數都在給定質數列表 primes(大小為 k)中的正數。所以如果 n 是 12 並且 primes 是 [2, 7, 13, 19],那麼輸出將是 32,這是因為 [1, 2, 4, 7, 8, 13, 14, 16, 19, 26, 28, 32] 是 12 個超級醜數的序列。

為了解決這個問題,我們將遵循以下步驟:

  • 建立一個數據結構三元組,包含 num、prime 和 idx

  • 如果 n 是 1,則返回 1,建立一個大小為 n + 1 的陣列,並用 1 填充它

  • 定義一個優先順序佇列 pq

  • 對於範圍 0 到 primes 大小:

    • 建立三元組 t(primes[i], primes[i], 2)

  • 對於範圍 2 到 n

    • curr := pq 的頂部元素,然後從 pq 中刪除

    • val := curr 的 num

    • v[i] := val

    • curr 的 num := curr 的 prime * v[curr 的 index]

    • 將 curr 的 index 加 1

    • 將 curr 插入 pq

    • 當 val = pq 頂部的 num 時:

      • curr := pq 的頂部並從 pq 中刪除

      • curr 的 num := curr 的 prime * v[curr 的 index]

      • 將 curr 的 index 加 1

      • 將 curr 插入 pq

  • 返回 v[n]

示例 (C++)

讓我們看看下面的實現,以便更好地理解:

 線上演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct Data{
   int num, prime, idx;
   Data(int a, int b, int c){
      num = a;
      prime = b;
      idx = c;
   }
};
struct Comparator{
   bool operator()(Data a, Data b){
      return !(a.num < b.num);
   }
};
class Solution {
   public:
   int nthSuperUglyNumber(int n, vector<int>& primes) {
      if(n == 1)return 1;
      vector <int> v(n + 1, 1);
      priority_queue < Data, vector < Data >, Comparator > pq;
      for(int i = 0; i < primes.size(); i++){
         pq.push(Data(primes[i], primes[i], 2));
      }
      int x;
      for(int i = 2; i <= n; i++){
         Data curr = pq.top();
         pq.pop();
         int val = curr.num;
         v[i] = val;
         curr.num = curr.prime * v[curr.idx];
         curr.idx++;
         pq.push(curr);
         while(val == pq.top().num){
            curr = pq.top();
            pq.pop();
            curr.num = curr.prime * v[curr.idx];
            curr.idx++;
            pq.push(curr);
         }
      }
      return v[n];
   }
};
main(){
   Solution ob;
   vector<int> v = {2,7,13,19};
   cout << (ob.nthSuperUglyNumber(12, v));
}

輸入

12
[2,7,13,19]

輸出

32

更新於: 2020-04-29

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