四平方和定理,又称为拉格朗日定理:
每个正整数都可以表示为至多 4 个正整数的平方和。
如果把 0 包括进去,就正好可以表示为 4 个数的平方和。
比如:
5=0^2+0^2+1^2+2^2
7=1^2+1^2+1^2+2^2
对于一个给定的正整数,可能存在多种平方和的表示法。
要求你对 4 个数排序:
0≤a≤b≤c≤d
并对所有的可能表示法按 a,b,c,d 为联合主键升序排列,最后输出第一个表示法。
输入格式
输入一个正整数 N。
输出格式
输出4个非负整数,按从小到大排序,中间用空格分开。
数据范围
0<N<5∗10^6
输入样例:
5
输出样例:
0 0 1 2
题解:
首先,三重循环枚举a,b,c最后确定出来d,O(N^3^)的复杂度,大概率通过不了
这时候就用空间来换取时间
1:首先我们先枚举C和D,将所有组合的平方和进行一个记录
2:然后枚举A和B,算出来跟输入的数字差了几,然后看之前存放的有没有这一项
3:找到这一个然后进行输出
这里又要求到了按字典序排序的问题,首先我们的A和B的枚举方法肯定是没有问题的,一定是A<B的,那么看C和D;C和D用的哈希表存放,也是在枚举的时候确定了一个字典序的,如果这个数字存在了,在找到相同数字的时候是不会进行更新操作的,所以字典序也一定是成立的。代码如下:
#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <algorithm> #include <unordered_map> #define x first #define y second using namespace std; typedef pair<int, int> PII; int main() { int n; cin >> n; unordered_map<int, PII> ans; for(int c = 0; c * c <= n; c ++ )//枚举C和D for(int d = c; d * d + c * c <= n; d ++ ) { int t = c * c + d * d; //存下来这两个数的平方和 if(ans.count(t) == 0) ans[t] = {c, d}; } for(int a = 0; a * a <= n; a ++ ) for(int b = a; b * b + a * a <= n; b ++ ) { int t = n - a * a - b * b;//看A和B的平方和还和目标差多少,看看之前存的有没有这个数 if(ans.count(t) != 0) { printf("%d %d %d %d\n", a, b, ans[t].x, ans[t].y); return 0; } } return 0; }