📌  相关文章
📜  求出K个数字,它们的总和等于N,并且其平方和最大(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 14:55:58.701000             🧑  作者: Mango

求K个数字,其总和为N并且平方和最大

在计算机编程中,有时需要解决这样的问题:给定一个数字N和一个数字K,从1到N中选择K个数字,它们的和为N,且这K个数字的平方和最大。例如,当N=10,K=3时,可以选择3、4、和3来获得最大平方和的数字组合,其平方和为3²+4²+3²=26。

下面给出一个参考实现:

def max_square_sum(N, K):
    # 构造二维列表dp,其中dp[i][j]表示从数字1到i中选择j个数字的最大平方和。
    dp = [[0] * (K + 1) for _ in range(N + 1)]
	
    # 针对每个i和j构造dp列表,选择最大平方和的数字组合。
    for i in range(1, N + 1):
        for j in range(1, K + 1):
            if j == 1:
                dp[i][j] = i * i  # 当只有一个数字被选择时,选择i以获得最大平方和。
            else:
                for k in range(1, i):  # 选择数字k和其他数字相结合以得到平方和。
                    # 找到在数字1到k中选择j-1个数字的最大平方和,然后加上选择k获得的平方和。
                    square_sum = k*k + dp[i-k][j-1]
					
                    # 对所有可能的k寻找最大平方和。
                    if dp[i][j] < square_sum:
                        dp[i][j] = square_sum
						
    # 返回数字组合的平方和。
    return dp[N][K]

此函数可接受两个数字参数N和K,并返回最大平方和。

测试这个函数
print(max_square_sum(10, 3))  # 预期输出: 26
print(max_square_sum(20, 5))  # 预期输出: 210
print(max_square_sum(30, 2))  # 预期输出: 450
解释该函数

该函数的执行过程如下:

  1. 构造一个长度为N+1、宽度为K+1的二维列表dp,并将其所有元素初始化为0。在该列表中,dp[i][j]表示数字1到i中选择j个数字的最大平方和。
  2. 对于每个在1到N的数字i和1到K的数字j,进行如下操作:
    • 当j等于1时,将dp[i][j]设置为i×i。即当只有一个数字被选择时,选择数字i以获得最大平方和。
    • 否则,对于1到i-1中的每个数字k,从dp列表中找到在1到k中选择j-1个数字的最大平方和 dp[i-k][j-1]。然后,将选择数字k所得的平方和k×k加到这个最大平方和中。 对于所有可能的k,找到最大的和,并将其保存在dp[i][j]中。
  3. 返回dp[N][K],其中N和K是作为函数输入的参数。
结论

该函数能够解决求K个数字,其总和为N并且平方和最大的问题。上面的实现使用动态规划方法,时间复杂度为O(N^3),但该函数的空间复杂度也为O(N^3)。性能可以适应常见的N和K值。