算法题每日一练---第20天:四平方和

838 阅读1分钟

「这是我参与2022首次更文挑战的第21天,活动详情查看:2022首次更文挑战

一、问题描述

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: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。

二、题目要求

考察

1.数学思想,平方和运算
2.建议用时10~15min

输入描述

程序输入为一个正整数 N (N<5×10^6)。

输出描述

要求输出 4 个非负整数,按从小到大排序,中间用空格分开

运行限制

  • 最大运行时间:3s
  • 最大运行内存: 256M

三、问题分析

题目要求将输入的正整数按照要求使用4个从小到大的数字表示出来,其中输入的数字大小限制在10^6。对于这一题的运算量和较宽容的运行限制,直接暴力法搞一波。

4个数字那么就定义4个for循环变量,每一个循环的数字都要大于或等于前面一个数字,最后在第四个for循环中判断是否满足条件。

对于每一个for循环的范围,必须小于给定数字的根号,可以使用头文件math.h中的sqrt进行取根号运算。

四、编码实现

#include <iostream>
#include<math.h>//sqrt头文件 
using namespace std;
int main()
{
    int i,j,l,p,n,k;//初始化变量 
	cin>>n;//输入数字 
	k=sqrt(n);//对输入的数字开根号 
	for(i=0;i<=k;i++)//第一重for循环 
	{
		for(j=i;j<=k;j++)//第二重for循环 
		{
			for(l=j;l<=k;l++)//第三重for循环 
			{
				for(p=l;p<=k;p++)//第四重for循环 
				{
					if(n==i*i+j*j+l*l+p*p)//判断是否满足条件 
					{
						cout<<i<<" "<<j<<" "<<l<<" "<<p;//输出第一个结果 
						exit(0);//退出for循环 
					}
				}
			}
		}
	}
	return 0;
}

五、输出结果

输入105,输出具体的结果为0 1 2 10 1.png