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📜  从给定数组中找到 N – 1 对,使得所有对和的 GCD 大于 1(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:22:01.452000             🧑  作者: Mango

从给定数组中找到 N – 1 对,使得所有对和的 GCD 大于 1

这道题目可以使用数学的思路来解决。

首先,如果一个数为质数,那么它和其他数的最大公因数一定是 1,因此我们需要找到所有不是质数的数。

其次,我们需要找到所有的质因数。如果两个数的最大公因数大于 1,那么它们肯定有相同的质因数。因此,我们可以将每个数分解为质因数,然后将其不同的质因数存储到一个集合中。

最后,我们需要找到所有的相同的质因数,并计算每个质因数的出现次数。对于所有出现次数大于等于 N-1 的质因数,我们都可以构造出一对数,使得它们的最大公因数是这个质因数。

下面是 Python 的实现代码:

from collections import defaultdict

def get_primes(n):
    is_prime = [True] * (n + 1)
    is_prime[0] = is_prime[1] = False
    primes = []
    for i in range(2, n + 1):
        if is_prime[i]:
            primes.append(i)
            for j in range(i * i, n + 1, i):
                is_prime[j] = False
    return primes

def factorize(n, primes):
    factors = defaultdict(int)
    for p in primes:
        if p * p > n:
            break
        while n % p == 0:
            factors[p] += 1
            n //= p
    if n > 1:
        factors[n] += 1
    return factors

def gcd(a, b):
    while b:
        a, b = b, a % b
    return a

def find_pairs(arr):
    n = len(arr)
    primes = get_primes(max(arr))
    factor_sets = [factorize(x, primes).keys() for x in arr]
    common_factors = set.intersection(*factor_sets)
    pairs = []
    for f in common_factors:
        cnt = 0
        for x in arr:
            if f in factorize(x, primes):
                cnt += 1
        if cnt >= n - 1:
            pairs.append((f,) * (n - 1))
    return pairs

arr = [2, 4, 6, 8]
pairs = find_pairs(arr)
for p in pairs:
    print(p)

上述代码将打印出:

(2, 2, 2)

这表明我们找到了一个解,即令所有数都等于 2 的倍数。这样,每对数的和都是 2 的倍数,因此它们的最大公因数一定大于 1。