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如何高效的找到所有总和为 sn 的连续正整数数列。

Posted on 2011-03-05 08:27  eaglet  阅读(3184)  评论(31编辑  收藏  举报

例如 sn = 100 时,总和为100 的连续正整数数列有

100
18 19 20 21 22
9 10 11 12 13 14 15 16

对于这种算法的设计,我们最容易想到的就是从 1 到 sn 循环遍历所有的数,对于每个数再循环计算是否以这个数为起点总和正好是sn。这种算法的时间复杂度大概是

O(n*log2n), 也就是说如果这样计算,当 sn = 100万时,大概需要循环 2000万次左右。 这样做效率自然是比较低的。那么我们有没有比上述方法更高效的方法呢?答案是肯定的。

 

首先我们看等差数列求和的公式:

Sn=n(a1+an)/2=na1+n(n-1)/2

从这个公式我们不难看出当 Sn 和 n  固定时求a1 是一个线性函数:

a1 = (Sn – n(n-1)/2) / n

有了这个函数,优化这个算法就很简单了,我们只要把 n  从 1 开始遍历,一直遍历到 (Sn – n(n-1)/2) < n 为止,就可以找到所有的符合条件的连续数列了,这个算法的算法复杂度为 2N 的平方根,也就是说当 Sn = 100 万时,只需要循环1414次就可以得到所有的数列。

刚刚看到邀月的算法:  http://www.cnblogs.com/downmoon/archive/2011/03/05/1971400.html

这个算法 sn = 100 万时,循环次数是 12970034 次,比我这个算法效率上要低将近1万倍。

 

下面给出我的算法代码

        static void ListSequence(int sn)
        {
            //忽略 sn 不是正整数的情况
            if (sn <= 0)
            {
                return;
            }
 
            int n = 1; //n 从1 开始遍历
 
            int m = sn - n * (n - 1) / 2; //m 为 Sn – n(n-1)/2
 
            while (m >= n) //当m < n 时即 Sn – n(n-1)/2 < n 时退出循环
            {
                if (m % n == 0) //如果m 可以被 n 整除,则存在连续n个正整数序列总和为sn。
                {
                    int a1 = m / n; //求a1
 
                    //打印符合条件的连续数列
                    for (int i = a1; i < a1 + n; i++)
                    {
                        Console.Write(string.Format("{0} ", i));
                    }
                    Console.WriteLine();
                }
 
                n++; //n 加1
                m = sn - n * (n - 1) / 2; //下一个 m
            }
 
            Console.WriteLine("循环次数:{0}", n);
        }

Sn = 100 时,运行结果:

100
18 19 20 21 22
9 10 11 12 13 14 15 16
循环次数:14

下面给出 Sn 从 10 开始到 1000万时的循环次数。

Sn 循环次数
10 5
100 14
1000 45
10000 141
100000 447
1000000 1414
10000000 4472