Gegeven een positief getal N moeten we in een minimaal aantal stappen 1 bereiken, waarbij een stap wordt gedefinieerd als het converteren van N naar (N-1) of het converteren van N naar een van de grotere delers.
Formeel kunnen we, als we op N zijn, in 1 stap reiken tot (N - 1) of als N = u*v dan kunnen we max(u v) bereiken waar u > 1 en v > 1.
Voorbeelden:
Input : N = 17 Output : 4 We can reach to 1 in 4 steps as shown below 17 -> 16(from 17 - 1) -> 4(from 4 * 4) -> 2(from 2 * 2) -> 1(from 2 - 1) Input : N = 50 Output : 5 We can reach to 1 in 5 steps as shown below 50 -> 10(from 5 * 10) -> 5(from 2 * 5) -> 4(from 5 - 1) -> 2(from 2 *2) -> 1(from 2 - 1)
We kunnen dit probleem oplossen door eerst in de breedte te zoeken, omdat het niveau voor niveau werkt, zodat we 1 bereiken in een minimaal aantal stappen, waarbij het volgende niveau voor N (N - 1) en grotere eigen factoren van N bevat.
De volledige BFS-procedure zal als volgt zijn. Eerst zullen we N met stappen 0 in de datawachtrij duwen en vervolgens zullen we op elk niveau hun volgende niveau-elementen met 1 stap meer pushen dan de vorige niveau-elementen. Op deze manier zal, wanneer 1 uit de wachtrij wordt gehaald, het een minimum aantal stappen bevatten, wat ons eindresultaat zal zijn.
In de onderstaande code wordt een wachtrij van een structuur van het type 'data' gebruikt die waarde en stappen van N daarin opslaat. Een andere set van het integer-type wordt gebruikt om te voorkomen dat we hetzelfde element meer dan eens pushen, wat tot een oneindige lus kan leiden. Dus bij elke stap duwen we de waarde in set en vervolgens in de wachtrij, zodat de waarde niet vaker dan één keer wordt bezocht.
Zie onderstaande code voor een beter begrip
C++// C++ program to get minimum step to reach 1 // under given constraints #include
// Java program to get minimum step to reach 1 // under given constraints import java.util.*; class GFG { // structure represent one node in queue static class data { int val; int steps; public data(int val int steps) { this.val = val; this.steps = steps; } }; // method returns minimum step to reach one static int minStepToReachOne(int N) { Queue<data> q = new LinkedList<>(); q.add(new data(N 0)); // set is used to visit numbers so that they // won't be pushed in queue again HashSet<Integer> st = new HashSet<Integer>(); // loop until we reach to 1 while (!q.isEmpty()) { data t = q.peek(); q.remove(); // if current data value is 1 return its // steps from N if (t.val == 1) return t.steps; // check curr - 1 only if it not visited yet if (!st.contains(t.val - 1)) { q.add(new data(t.val - 1 t.steps + 1)); st.add(t.val - 1); } // loop from 2 to Math.sqrt(value) for its divisors for (int i = 2; i*i <= t.val; i++) { // check divisor only if it is not visited yet // if i is divisor of val then val / i will // be its bigger divisor if (t.val % i == 0 && !st.contains(t.val / i) ) { q.add(new data(t.val / i t.steps + 1)); st.add(t.val / i); } } } return -1; } // Driver code public static void main(String[] args) { int N = 17; System.out.print(minStepToReachOne(N) +'n'); } } // This code is contributed by 29AjayKumar
# Python3 program to get minimum step # to reach 1 under given constraints # Structure represent one node in queue class data: def __init__(self val steps): self.val = val self.steps = steps # Method returns minimum step to reach one def minStepToReachOne(N): q = [] q.append(data(N 0)) # Set is used to visit numbers # so that they won't be pushed # in queue again st = set() # Loop until we reach to 1 while (len(q)): t = q.pop(0) # If current data value is 1 # return its steps from N if (t.val == 1): return t.steps # Check curr - 1 only if # it not visited yet if not (t.val - 1) in st: q.append(data(t.val - 1 t.steps + 1)) st.add(t.val - 1) # Loop from 2 to Math.sqrt(value) # for its divisors for i in range(2 int((t.val) ** 0.5) + 1): # Check divisor only if it is not # visited yet if i is divisor of val # then val / i will be its bigger divisor if (t.val % i == 0 and (t.val / i) not in st): q.append(data(t.val / i t.steps + 1)) st.add(t.val / i) return -1 # Driver code N = 17 print(minStepToReachOne(N)) # This code is contributed by phasing17
// C# program to get minimum step to reach 1 // under given constraints using System; using System.Collections.Generic; class GFG { // structure represent one node in queue class data { public int val; public int steps; public data(int val int steps) { this.val = val; this.steps = steps; } }; // method returns minimum step to reach one static int minStepToReachOne(int N) { Queue<data> q = new Queue<data>(); q.Enqueue(new data(N 0)); // set is used to visit numbers so that they // won't be pushed in queue again HashSet<int> st = new HashSet<int>(); // loop until we reach to 1 while (q.Count != 0) { data t = q.Peek(); q.Dequeue(); // if current data value is 1 return its // steps from N if (t.val == 1) return t.steps; // check curr - 1 only if it not visited yet if (!st.Contains(t.val - 1)) { q.Enqueue(new data(t.val - 1 t.steps + 1)); st.Add(t.val - 1); } // loop from 2 to Math.Sqrt(value) for its divisors for (int i = 2; i*i <= t.val; i++) { // check divisor only if it is not visited yet // if i is divisor of val then val / i will // be its bigger divisor if (t.val % i == 0 && !st.Contains(t.val / i) ) { q.Enqueue(new data(t.val / i t.steps + 1)); st.Add(t.val / i); } } } return -1; } // Driver code public static void Main(String[] args) { int N = 17; Console.Write(minStepToReachOne(N) +'n'); } } // This code is contributed by 29AjayKumar
<script> // Javascript program to get minimum step // to reach 1 under given constraints // Structure represent one node in queue class data { constructor(val steps) { this.val = val; this.steps = steps; } } // Method returns minimum step to reach one function minStepToReachOne(N) { let q = []; q.push(new data(N 0)); // Set is used to visit numbers // so that they won't be pushed // in queue again let st = new Set(); // Loop until we reach to 1 while (q.length != 0) { let t = q.shift(); // If current data value is 1 // return its steps from N if (t.val == 1) return t.steps; // Check curr - 1 only if // it not visited yet if (!st.has(t.val - 1)) { q.push(new data(t.val - 1 t.steps + 1)); st.add(t.val - 1); } // Loop from 2 to Math.sqrt(value) // for its divisors for(let i = 2; i*i <= t.val; i++) { // Check divisor only if it is not // visited yet if i is divisor of val // then val / i will be its bigger divisor if (t.val % i == 0 && !st.has(t.val / i)) { q.push(new data(t.val / i t.steps + 1)); st.add(t.val / i); } } } return -1; } // Driver code let N = 17; document.write(minStepToReachOne(N) + '
'); // This code is contributed by rag2127 </script>
Uitgang:
4