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📅  最后修改于: 2023-12-03 14:58:08.334000             🧑  作者: Mango

通过重复除以小于M的任何素数来使两个值相等所需的步骤最小化

这是一道数字论的经典问题,经常出现在算法竞赛中。问题陈述如下:

给定两个正整数 A 和 B(A > B),试求出最少需要经过多少步才能使 A 等于 B,每一步可以使用下面的两个操作之一:

  1. 把 A 除以 B,若 A mod B 为 0,则 A = A / B;若 A mod B 不为 0,则无法进行该操作。
  2. 把 A 减去 1,无论是否满足 A mod B = 0。

由于每一步都会让 A 变得更小,所以该过程一定会在某个时候结束。换句话说,最终一定会有一步能够使 A 等于 B。

下面我们通过代码实现以上算法。

算法分析

为了实现以上算法,可以不断地对 A 进行操作,直到 A 等于 B。对于 A 进行每一次操作时,我们首先尝试将 A 除以 B。若 A mod B 不为 0,我们再尝试将 A 减去 1。我们反复进行这样的操作,直到 A 等于 B 为止。

同时,我们可以记录下 A 对 B 进行除法操作的次数,从而得到最少需要多少步才能使 A 等于 B。

为了方便地实现以上算法,我们可以使用一个函数 div,用于判断一个数是否能够整除另一个数,以及进行整数相除的操作。这个函数的实现如下:

def div(x, y):
    if x % y == 0:
        return x // y
    else:
        return None

接下来我们可以编写一个函数 minSteps,用于求解最少需要多少步才能使 A 等于 B。该函数的实现如下:

def minSteps(A, B):
    steps = 0
    while A > B:
        res = div(A, B)
        if res is not None:
            A = res
            steps += 1
        else:
            A -= 1
            steps += 1
    return steps

以上程序通过循环进行 A 的操作,每进行一步操作,就将步数加 1。最终返回的是最少需要多少步才能使 A 等于 B。

总结

通过以上分析,我们可以看出,通过重复除以小于M的任何素数来使两个值相等所需的步骤最小化,是一道较为简单的数字论问题。在算法竞赛中,这个问题可以作为一道模板题,帮助程序员快速入门数字论算法。