以每对之和为质数的 C++ 最大子集

从给定的数组中找到最大的子集,其中每对的和是素数。假设最大元素为 100000,例如 -

Input: nums[ ] = { 3, 2, 1,1 }
Output: size = 3, subset = { 2, 1, 1 }
Explanation:
Subsets can be formed: {3, 2}, {2, 1} and { 2, 1, 1},
In {2, 1, 1} sum of pair (2,1) is 3 which is prime,
and the sum of pairs (1,1) is 2 which is also a prime number.

Input: nums[ ] = {1, 4, 3, 2}
Output: size = 2, subset = {1, 4}
Explanation:
subset can be formed: {1, 4}, {4, 3}, and {3, 2}
All are of size 2 so we can take any subset like 1 + 4 =5 which is a prime number.

寻找解决方案的方法

首先要确定这对是否是素数,我们需要检查它的和是奇数还是偶数,因为偶数不是素数,除了 2。而且两个数的和可以是偶数,如果两个数都是奇数或偶数。

在这个问题中,我们将取三个数字 x、y 和 z,其中任意两个数字应该是偶数或奇数。然后我们将检查这个子集的质数和对,如果,这可能是可能的,

  • 子集包含一些 1 的数字和一些其他数字,其中 NUM + 1 应该是素数。

  • 或者,如果子集仅包含两个总和为素数的数字。

示例

 #include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define M 100001
bool check_prime[M] = { 0 };
int sieve_of_eratosthenes(){
    for (int p = 2; p * p < M; p++){
       // 如果未标记,则标记
        if (check_prime[p] == 0){
            // 更新 p 的所有倍数
            for (int i = p * 2; i < M; i += p)
                check_prime[i] = 1;
        }
    }
    return 0;
}
int main(){
    sieve_of_eratosthenes();
    int nums[] = {  3, 2, 1, 1};
    int n = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]);
        int ones = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++)
        if (nums[i] == 1)
            ones++;
    // 如果存在并且
    // 大于 0 的元素也存在
    if (ones > 0){
        for (int i = 0; i < n; i++){
            //检查 num + 1 是否为素数
            if ((nums[i] != 1) and (check_prime[nums[i] + 1] == 0)){
                cout << ones + 1 << endl;
                // 打印所有存在的 nums[i]
                for (int j = 0; j < ones; j++)
                cout << 1 << " ";
                cout << nums[i] << endl;
                return 0;
            }
        }
    }
    // 如果子集只包含 1
    if (ones >= 2){
        cout << ones << endl;
        for (int i = 0; i < ones; i++)
            cout << 1 << " ";
        cout << endl;
        return 0;
    }
    // 如果没有人在场。
    for (int i = 0; i < n; i++){
        for (int j = i + 1; j < n; j++){
            // 搜索具有和素数的整数对。
            if (check_prime[nums[i] + nums[j]] == 0){
                cout << 2 << endl;
                cout << nums[i] << " " << nums[j] << endl;
                return 0;
            }
        }
    }
// 如果数组中只有一个元素。
    cout << -1 << endl;
    return 0;
}
输出结果
3
1 1 2

以上代码说明

  • 首先,我们正在检查数组中的 1 的数量。

  • 如果大于0,则遍历数组,检查除1以外的每个元素nums[i]+1是否为素数;如果是,则将 (ones + 1) 的总数打印为子集的大小以及所有具有该数字的数。

  • 如果给定的数组只包含一个,则打印所有的对,因为所有对的总和将为 2(质数)。

  • 如果不存在,则使用总和素数检查数组中的每一对。

  • 否则打印-1。

结论

在本教程中,我们讨论了一个问题,我们需要从给定的数组中找到最大的子集,其中每对的和是素数。我们讨论了一种在 Eratosthenes 筛法的帮助下解决这个问题的方法,并检查数组中 1 的数量。我们还讨论了针对这个问题的 C++ 程序,我们可以使用 C、Java、Python 等编程语言来解决这个问题。我们希望本教程对您有所帮助。