题解:洛谷 P1458 [USACO2.1] 顺序的分数 Ordered Fractions
本文分享的必刷题目是从蓝桥云课、洛谷、AcWing等知名刷题平台精心挑选而来并结合各平台提供的算法标签和难度等级进行了系统分类。题目涵盖了从基础到进阶的多种算法和数据结构旨在为不同阶段的编程学习者提供一条清晰、平稳的学习提升路径。欢迎大家订阅我的专栏算法题解C与Python实现附上汇总贴算法竞赛备考冲刺必刷题C | 汇总【题目来源】洛谷P1458 [USACO2.1] 顺序的分数 Ordered Fractions - 洛谷【题目描述】输入一个自然数n nn对于一个最简分数a / b a/ba/b分子和分母互质的分数满足1 ≤ b ≤ n , 0 ≤ a / b ≤ 1 1≤b≤n,0≤a/b≤11≤b≤n,0≤a/b≤1请找出所有满足条件的分数。这有一个例子当n 5 n5n5时所有解为给定一个自然数n nn请编程按分数值递增的顺序输出所有解。注1、0 00和任意自然数的最大公约数就是那个自然数。2、互质指最大公约数等于1的两个自然数。【输入】单独的一行一个自然数n nn【输出】每个分数单独占一行按照大小次序排列【输入样例】5【输出样例】0/1 1/5 1/4 1/3 2/5 1/2 3/5 2/3 3/4 4/5 1/1【核心思想】问题分析给定自然数n nn要求输出所有满足0 ≤ a ≤ b ≤ n 0 \le a \le b \le n0≤a≤b≤n且gcd ⁡ ( a , b ) 1 \gcd(a,b)1gcd(a,b)1的最简分数a / b a/ba/b并按数值递增排列。该序列正是法里序列Farey SequenceF n F_nFn​其核心性质是序列中任意相邻两项a / b a/ba/b与c / d c/dc/d满足b c − a d 1 bc-ad1bc−ad1。算法选择法里序列递推利用相邻两项的中项性质直接按顺序生成下一个分数无需枚举再排序。整数递推公式已知相邻两项a / b c / d a/b c/da/bc/d下一项为( k c − a ) / ( k d − b ) \big(kc-a\big)/\big(kd-b\big)(kc−a)/(kd−b)其中k ⌊ ( n b ) / d ⌋ k \lfloor (nb)/d \rfloork⌊(nb)/d⌋。关键步骤初始化设前两项为a / b 0 / 1 a/b 0/1a/b0/1c / d 1 / n c/d 1/nc/d1/n。顺序生成当c ≤ n c \le nc≤n时循环计算k ⌊ ( n b ) / d ⌋ k \lfloor (nb)/d \rfloork⌊(nb)/d⌋。下一项e / f ( k c − a ) / ( k d − b ) e/f (kc-a)/(kd-b)e/f(kc−a)/(kd−b)。输出当前项c / d c/dc/d。滑动窗口令a / b ← c / d a/b \leftarrow c/da/b←c/dc / d ← e / f c/d \leftarrow e/fc/d←e/f。边界处理首项0 / 1 0/10/1在循环前直接输出末项1 / 1 1/11/1会在循环中自然生成并输出。时间/空间复杂度时间复杂度O ( ∣ F n ∣ ) O(|F_n|)O(∣Fn​∣)即O ( n 2 ) O(n^2)O(n2)因为法里序列长度约为3 n 2 / π 2 3n^2/\pi^23n2/π2。空间复杂度O ( 1 ) O(1)O(1)仅需维护两对相邻分数的分子分母。法里序列的核心思想相邻互素性若a / b a/ba/b与c / d c/dc/d在F n F_nFn​中相邻则b c − a d 1 bc-ad1bc−ad1保证两数之间无其他分母≤ n \le n≤n的分数。中项跳表递推公式e / f ( k c − a ) / ( k d − b ) e/f(kc-a)/(kd-b)e/f(kc−a)/(kd−b)实质是用最大允许倍数k kk控制新分母不超过n nn从而直接“跳”到下一个最简分数。避免浮点比较全程使用整数运算规避浮点精度问题结果严格有序。在线性空间内顺序输出不需要存储所有分数再排序生成一个输出一个。适用于按顺序枚举区间[ 0 , 1 ] [0,1][0,1]内所有最简分数的问题。【解题思路】【算法标签】#普及- #约数【代码详解】#includebits/stdc.husingnamespacestd;intn,mark;structnode{// 定义分数结构体doubleres;// 分数结果注意是double类型inta,b;// 分子和分母}fra[25600];// 按照160*160的最大范围开辟结构体数组intgcd(inta,intb)// 最大公约数模板背就完了{intra%b;while(r!0){ab;br;ra%b;}returnb;}boolcmp(node x,node y)// 比较函数按照res从小到大排序{returnx.resy.res;}intmain(){cinn;// 输入nfra[0].res0;// 数组第1个res为0fra[0].a0,fra[0].b1;// 分子为0分母为1mark1;// 定义计数器for(inti1;in;i){// 从1遍历至nfor(intji;jn;j){// 从i遍历至nif(gcd(i,j)1){// 如果分子和分母的最大公约数为1fra[mark].res1.0*i/j;// 记录分数结果fra[mark].ai,fra[mark].bj;// 以及分子和分母mark;// 计数器自增1}}}sort(fra,framark,cmp);// 对结构体数组按照res从小到大方式排序for(inti0;imark;i){// 依次输出mark-1因为存完最后一个mark仍自增了1个分子和分母coutfra[i].a/fra[i].bendl;}return0;}【运行结果】5 0/1 1/5 1/4 1/3 2/5 1/2 3/5 2/3 3/4 4/5 1/1

相关新闻

Teams 伪装 OAuth 合法登录页钓鱼攻击演化机理与全域防御研究

Teams 伪装 OAuth 合法登录页钓鱼攻击演化机理与全域防御研究

摘要 传统仿冒微软登录站点钓鱼依托伪造域名、篡改页面样式实施凭证窃取,依托 URL 黑名单、网页相似度检测、基础多因素认证即可形成基础拦截能力。2026 年 6 至 7 月 Check Point 披露规模化 Teams 主题钓鱼攻击活动,攻击者彻底放弃仿冒登录页面&#x…

2026/8/2 21:18:56 阅读更多 →
大麦网移动端API自动化抢票技术指南

大麦网移动端API自动化抢票技术指南

大麦网移动端API自动化抢票技术指南 【免费下载链接】Automatic_ticket_purchase 大麦网抢票脚本 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/au/Automatic_ticket_purchase 在热门演出票务秒杀场景中,传统基于Selenium的自动化方案面临性能瓶颈和稳定性…

2026/8/2 21:18:56 阅读更多 →
终极指南:如何通过《街头霸王3》游戏快速评估大语言模型性能

终极指南:如何通过《街头霸王3》游戏快速评估大语言模型性能

终极指南:如何通过《街头霸王3》游戏快速评估大语言模型性能 【免费下载链接】llm-colosseum Benchmark LLMs by fighting in Street Fighter 3! The new way to evaluate the quality of an LLM 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ll/llm-colosseum…

2026/8/2 21:18:56 阅读更多 →

最新新闻

React Design Editor:终极React可视化设计工具完全指南 [特殊字符]

React Design Editor:终极React可视化设计工具完全指南 [特殊字符]

React Design Editor:终极React可视化设计工具完全指南 🎨 【免费下载链接】react-design-editor React Design Editor has started to developed direct manipulation of editable design tools like Powerpoint, Weve developed it with reactjs, ant.…

2026/8/2 21:56:17 阅读更多 →
保障博客安全:EiBlog的TOTP双因素认证与SSL配置实现A+评分

保障博客安全:EiBlog的TOTP双因素认证与SSL配置实现A+评分

保障博客安全:EiBlog的TOTP双因素认证与SSL配置实现A评分 【免费下载链接】eiblog a fast blog system in golang 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ei/eiblog EiBlog是一款基于Golang开发的快速博客系统,以简洁、轻快、安全为核心特点。…

2026/8/2 21:56:17 阅读更多 →
MixTeX:终极LaTeX公式识别解决方案 - 完全免费的本地OCR工具

MixTeX:终极LaTeX公式识别解决方案 - 完全免费的本地OCR工具

MixTeX:终极LaTeX公式识别解决方案 - 完全免费的本地OCR工具 【免费下载链接】MixTeX-Latex-OCR MixTeX multimodal LaTeX, ZhEn, and, Table OCR. It performs efficient CPU-based inference in a local offline on Windows. 项目地址: https://gitcode.com/gh_…

2026/8/2 21:56:17 阅读更多 →
系统管理员终极工具箱:Awesome Sysadmin开源资源完全指南

系统管理员终极工具箱:Awesome Sysadmin开源资源完全指南

系统管理员终极工具箱:Awesome Sysadmin开源资源完全指南 【免费下载链接】awesome-sysadmin A curated list of amazingly awesome open-source sysadmin resources. 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/aw/awesome-sysadmin 作为一名系统管理员…

2026/8/2 21:56:17 阅读更多 →
Unity 2D游戏开发入门:从零复刻经典“见缝插针”游戏

Unity 2D游戏开发入门:从零复刻经典“见缝插针”游戏

1. 项目概述:从零到一,用Unity复刻经典“见缝插针”“见缝插针”这个游戏,相信很多朋友在手机上、网页上都玩过。它的核心玩法极其简单:一个不断旋转的球体,玩家需要瞅准时机,点击屏幕将一根根“针”发射出…

2026/8/2 21:56:17 阅读更多 →
UE5多边形退化问题:成因、诊断与修复全攻略

UE5多边形退化问题:成因、诊断与修复全攻略

1. 项目概述:当UE5对你说“多边形退化”在虚幻引擎5(UE5)里折腾过3D美术资源的朋友,大概率都见过这个让人心头一紧的报错:“多边形退化”(Degenerate Polygon)。这玩意儿不像编译错误那样有明确…

2026/8/2 21:55:16 阅读更多 →

日新闻

最大流算法详解:从水管网络到Ford-Fulkerson与Dinic实战

最大流算法详解:从水管网络到Ford-Fulkerson与Dinic实战

1. 从水管网络到最大流:一个核心问题的诞生想象一下,你是一个城市供水系统的总工程师。你的城市有多个水源(水库),需要通过一个复杂的地下管道网络,将水输送到各个居民区。每条管道都有其最大通水能力&…

2026/8/2 0:00:38 阅读更多 →
基于Springboot的企业门户网站(源码+LW+调试文档+讲解)

基于Springboot的企业门户网站(源码+LW+调试文档+讲解)

温馨提示:本人主页置顶文章(点我)开头有 CSDN 平台官方提供的学长联系方式的名片! 温馨提示:本人主页置顶文章(点我)开头有 CSDN 平台官方提供的学长联系方式的名片! 温馨提示:本人主页置顶文章(点我)开头有 CSDN 平台…

2026/8/2 0:00:38 阅读更多 →
MATLAB xcorr函数详解:从互相关原理到四大实战应用

MATLAB xcorr函数详解:从互相关原理到四大实战应用

1. 从一次信号“找茬”说起:为什么我们需要互相关几年前,我在处理一组声学传感器数据时遇到了一个棘手的问题。我有两个麦克风记录了一段相同的音频信号,理论上它们接收到的声音波形应该非常相似,只是由于麦克风位置不同&#xff…

2026/8/2 0:00:38 阅读更多 →

周新闻

最大流算法详解:从水管网络到Ford-Fulkerson与Dinic实战

最大流算法详解:从水管网络到Ford-Fulkerson与Dinic实战

1. 从水管网络到最大流:一个核心问题的诞生想象一下,你是一个城市供水系统的总工程师。你的城市有多个水源(水库),需要通过一个复杂的地下管道网络,将水输送到各个居民区。每条管道都有其最大通水能力&…

2026/8/2 0:00:38 阅读更多 →
基于Springboot的企业门户网站(源码+LW+调试文档+讲解)

基于Springboot的企业门户网站(源码+LW+调试文档+讲解)

温馨提示:本人主页置顶文章(点我)开头有 CSDN 平台官方提供的学长联系方式的名片! 温馨提示:本人主页置顶文章(点我)开头有 CSDN 平台官方提供的学长联系方式的名片! 温馨提示:本人主页置顶文章(点我)开头有 CSDN 平台…

2026/8/2 0:00:38 阅读更多 →
MATLAB xcorr函数详解:从互相关原理到四大实战应用

MATLAB xcorr函数详解:从互相关原理到四大实战应用

1. 从一次信号“找茬”说起:为什么我们需要互相关几年前,我在处理一组声学传感器数据时遇到了一个棘手的问题。我有两个麦克风记录了一段相同的音频信号,理论上它们接收到的声音波形应该非常相似,只是由于麦克风位置不同&#xff…

2026/8/2 0:00:38 阅读更多 →

月新闻

免费解锁百度网盘SVIP加速:macOS用户必备的下载提速终极指南

免费解锁百度网盘SVIP加速:macOS用户必备的下载提速终极指南

免费解锁百度网盘SVIP加速:macOS用户必备的下载提速终极指南 【免费下载链接】BaiduNetdiskPlugin-macOS For macOS.百度网盘 破解SVIP、下载速度限制~ 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ba/BaiduNetdiskPlugin-macOS 还在为百度网盘macOS版的龟速下…

2026/8/2 6:34:16 阅读更多 →
终极ncmdump指南:3分钟实现网易云NCM音乐解密与格式转换

终极ncmdump指南:3分钟实现网易云NCM音乐解密与格式转换

终极ncmdump指南:3分钟实现网易云NCM音乐解密与格式转换 【免费下载链接】ncmdump 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ncmd/ncmdump 还在为网易云音乐下载的NCM格式文件无法在其他播放器播放而烦恼吗?ncmdump解密工具帮你轻松解决这个困…

2026/8/2 2:47:48 阅读更多 →
HarmonyOS 应用开发《掌上英语》第81篇: 智能体卡片:为英语学习 App 打造桌面级学习助手

HarmonyOS 应用开发《掌上英语》第81篇: 智能体卡片:为英语学习 App 打造桌面级学习助手

AgentCard 智能体卡片:为英语学习 App 打造桌面级学习助手适用平台:HarmonyOS 7.0 (API 26 Beta)一、引言 HarmonyOS 7.0(API 26 Beta)新增了 AgentCard 智能体卡片能力,这是继 HMAF(鸿蒙智能体框架&#x…

2026/8/2 0:23:22 阅读更多 →