两个不同的自然数A和B,如果整数A的全部因子(包括1,不包括A本身)之和等于B;且整数B的全部因子(包括1,不包括B本身)之和等于A,则将整数A和B称为亲密数。求3000以内的全部亲密数。 相关知识(略) 编程要求 请仔细阅读以下代码,结合相关知识,在Begin-End区域内进行代码补充。#include<stdio.h> void solve(){ /*********Begin*********/ /*********End**********/ } int main(void) { solve(); return 0; } 输入 无需输入 输出 3000以内的全部亲密数(输出格式:(A,B),不加换行,不加分隔符号) 一对亲密数只输出一次,小的在前 测试说明 样例输出: (220,284)(1184,1210)(2620,2924) 提示: 按照亲密数定义,要判断数a是否有亲密数,只要计算出a的全部因子的累加和为b,再计算b的全部因子的累加和为n,若n等于a则可判定a和b是亲密数。计算数a的各因子的算法: 用a依次对i(i=1~a/2)进行模运算,若模运算结果等于0,则i为a的一个因子;否则i就不是a的因子。用c编程
时间: 2025-05-07 08:21:16 浏览: 34
<think>好的,我现在要解决这个问题:找出3000以内的所有亲密数对。首先,我得理解亲密数的定义。两个自然数A和B,如果A的所有真因子之和等于B,而B的所有真因子之和又等于A,并且A不等于B,那么它们就是亲密数。而且输出要求是小的在前,每对只出现一次。
首先,我需要一个函数来计算一个数的所有真因子之和。比如,220的真因子是1,2,4,5,10,11,20,22,44,55,110,它们的和是284。然后284的真因子和是否等于220呢?是的,这样它们就构成一对。
那问题来了,如何高效计算一个数的真因子之和呢?按照提示,可以遍历从1到a/2的所有数,判断是否能整除a,然后累加。不过这样可能效率不高,特别是当a很大时。但对于3000以内的数,可能还是可以接受的。
然后,对于每个数a(从2开始,因为1没有真因子),计算它的真因子和得到b。然后检查b是否在3000以内,并且计算b的真因子和是否等于a。同时,为了避免重复,比如当a=220和b=284处理后,当循环到284的时候,又会得到a=284,此时计算出来的b是220,这时候需要避免重复输出。所以应该只处理a< b的情况,这样就能保证每对只输出一次,且小的在前。
所以我的思路是:
1.遍历a从2到3000。
2.对每个a,计算sum_a =sum_of_factors(a)
3.然后计算b= sum_a4. 检查b是否在3000以内,并且b > a(这样可以避免重复,比如当a=220时,b=284,这时候处理。当循环到a=284的时候,b=220,这时候因为a=284 >b=220,所以不会被处理)5. 同时,计算sum_of_factors(b)是否等于a。6. 如果满足条件,则输出这对数。那接下来,如何实现sum_of_factors函数呢?这个函数需要返回传入数的所有真因子之和。比如,传入220,返回284。
实现这个函数的步骤是:
初始化一个sum变量为0,然后循环i从1到a/2(因为因子不可能超过a的一半,除了a本身,但真因子不包括自己),如果a%i==0,就加到sum里。
比如,对于a=6,i从1到3,检查是否能整除。1、2、3都是因子,所以sum是1+2+3=6。这时候sum是6,但b=6的话,需要计算sum_of_factors(6),结果应该是1+2+3=6。这时候如果原来的a是6,那么b=6,这时候A和B相等,但题目中要求两个不同的自然数,所以这种情况应该排除。所以必须确保a不等于b。所以在步骤4中,除了检查b是否在范围内,还要检查是否b> a,并且sum_of_factors(b)等于a,同时a !=b?
或者,因为当a和b相等时,sum_of_factors(a)等于a的情况只有像6这样的完全数,但题目中的亲密数要求的是两个不同的数,所以这种情况应该被排除。
所以在处理时,只有当sum_a= b,sum_b = a,并且a < b,且b <=3000时,才输出这对数。
那具体实现步骤:
循环a从2到3000:
-计算sum_a =sum_factors(a)
- 如果sum_a <= a,跳过,因为这样要么是已经处理过的,或者不满足a< b的条件
-否则,检查sum_a是否超过3000,如果是,跳过
-计算sum_b= sum_factors(sum_a)
-如果sum_b等于a,那么输出(a, sum_a)
这样就可以避免重复,并且保证小的在前。
例如,当a=220时,sum_a=284。此时sum_a >a,且sum_a<=3000。然后sum_b=sum_factors(284)=220,等于a。所以输出这对。而当处理到a=284时,sum_a=220,这时候sum_a<a,所以会被跳过,不会重复输出。
这样就保证了每对只出现一次。
现在需要编写sum_factors函数。这个函数在C中如何实现?
函数可以写成:
intsum_of_factors(int n) {int sum =0;for (int i=1; i<=n/2; i++) {if (n% i ==0) {
sum+=i;}
}return sum;
}但是这样可能效率不高,因为对于每个n都要循环n/2次。例如,当n是3000时,循环1500次。但题目中的范围是3000以内,这样的时间复杂度可能还是可以接受的。
接下来,主函数的结构:
在solve函数中,循环a从2到3000:
for (int a=2; a<=3000; a++){
int b= sum_of_factors(a);if (b >a && b <=3000) {// 保证b在范围内且大于a
if(sum_of_factors(b) ==a) {printf("(%d,%d)", a, b);}
}
}这样就能正确输出所有符合条件的情况吗?
测试样例的输出是(220,284)(1184,1210)(2620,2924)。那需要确认这三个是否符合条件。
比如,对于a=1184,计算sum_a应该是1210。然后sum_of_factors(1210)是否等于1184?
所以sum_factors函数的正确性很重要。那sum_factors(220)是否正确?
计算220的因子:1,2,4,5,10,11,20,22,44,55,110。它们的和是1+2=3+4=7+5=12+10=22+11=33+20=53+22=75+44=119+55=174+110=284。是的。所以函数正确。
sum_factors(284)的各因子:1,2,4,71,142。总和是1+2+4+71+142=220。是的。
所以函数正确。
那代码的大致结构是正确的。
现在,需要将这些用C语言代码实现。同时,要注意输出格式:每个亲密数对用括号括起来,没有分隔符,且按顺序排列。
现在,将sum_of_factors函数内联到代码中。由于C语言中无法在函数内部定义另一个函数,所以需要将sum_of_factors的定义放在solve函数之前,或者在solve函数内部通过循环来实现。
但根据题目提供的代码框架,solve函数是要在Begin和End之间填写代码。所以需要将sum_of_factors的实现放在solve函数内部,或者作为另一个函数。比如:在solve函数内,可以定义一个计算因子和的函数,或者直接内联。
或者,在solve函数之外,但是在该文件中。题目给出的代码框架是:
#include<stdio.h>
void solve(){
/*********Begin*********//*********End**********/
}
intmain(void)
{solve();return 0;
}
所以,sum_of_factors函数应该在solve函数内部无法定义,因为C语言不允许函数嵌套定义。因此,必须在solve函数外部或者在solve函数内部用其他方式实现。
或者,我们可以将sum_of_factors函数作为solve函数中的一个循环结构。
因此,可能的解决办法是在solve函数中,每次计算因子和的时候,用循环来实现。
比如,在循环每个a的时候,计算sum_a:
int sum_a = 0;
for (inti=1;i<=a/2; i++){
if (a%i ==0) {sum_a +=i;
}
}同样的,计算sum_b的时候:
intsum_b=0;
for (inti=1;i<=b/2; i++){
if (b%i ==0) {sum_b +=i;
}
}这样,就可以避免使用函数,直接内联计算。这可能更节省代码行数,并且不需要在C中定义另一个函数。所以,整个solve函数的代码结构可能如下:
void solve() {
for(int a=2; a<=3000; a++) {
intsum_a =0;
for (int i=1; i <= a/2; i++) {
if(a%i==0) {sum_a +=i;
}}
intb = sum_a;
if (b >a &&b <=3000) {
intsum_b=0;
for (int i=1; i <= b/2; i++) {
if(b%i==0) {sum_b +=i;
}}
if(sum_b ==a) {printf("(%d,%d)", a, b);}
}}
}
这样是否正确?
测试一下,当a=220时,sum_a=284。然后b=284,检查是否在范围内。然后计算sum_b:
sum_b是计算284的因子之和。循环i从1到142:
i=1: 284%1==0,sum_b +=1 →1i=2:284%2=0 →sum_b +=2 →3
i=4 →284%4=0 →sum_b +=4→7
i=71 →284%71=0→sum_b +=71 →78i=142 →284%142=0 →sum_b+=142 →220。所以sum_b=220,等于a=220。所以条件满足,输出(220,284)。
同样的处理其他数值。
这样的代码结构应该可以正确输出所有符合条件的亲密数对。不过,这样的代码可能有重复计算的问题。例如,对于每个a,都要计算sum_a,而对于每个符合条件的b,又要重新计算sum_b。这可能影响效率,但在3000的范围内应该还是可以接受的。
现在,按照题目要求的输出顺序,样例输出是(220,284)(1184,1210)(2620,2924),而代码中的循环顺序是否能够按顺序生成这些对?
是的,因为a从小到大循环,当找到符合条件的b时,a是较小的那个,所以输出顺序正确。
现在,在代码中是否会有重复的情况?例如,当a=284时,sum_a是220。此时,由于b=220,此时b <a,所以不会进入if(b >a...)的条件,因此不会处理。所以不会重复输出。
因此,这样的代码是正确的。
接下来,将这段代码填充到题目给出的代码框架中。所以,最终的代码大致是:
#include<stdio.h>
voidsolve(){
/*********Begin*********/
int a, i, sum_a, b,sum_b;for (a =2; a<= 3000; a++) {sum_a =0;for (i =1; i<= a /2; i++){
if (a % i ==0) {sum_a +=i;
}}
b= sum_a;if (b> a && b<= 3000) {
sum_b = 0;
for (i = 1; i <= b/ 2;i++) {if (b %i == 0) {
sum_b += i;}
}if (sum_b == a){
printf("(%d,%d)", a, b);
}}
}/*********End**********/}
int main(void)
{solve();
return0;
}这样应该就能正确输出题目中的样例结果。
现在,测试一下代码是否正确。例如,当a=1184时:
sum_a的计算:
i从1到592。找出所有能整除1184的i。
1184的因子包括1,2,4, 8, 16,32,37, 74, 148,296,592。它们的和是1+2=3+4=7+8=15+16=31+32=63+37=100+74=174+148=322+296=618+592=1210。所以sum_a=1210。b=1210,满足b> a且<=3000。接着计算sum_b:
计算1210的因子和。1210分解质因数:1210=2*5*11*11。因子包括1,2,5,10,11,22,55,110,121,242,605。它们的和是1+2=3+5=8+10=18+11=29+22=51+55=106+110=216+121=337+242=579+605=1184。所以sum_b=1184等于a=1184,所以输出(1184,1210)。
同样,其他数对也会被正确计算。
所以这段代码是正确的。</think>以下是解决该问题的C语言代码:
```c
#include<stdio.h>
void solve(){
/*********Begin*********/
int a, i, sum_a, b, sum_b;
for (a = 2; a <= 3000; a++) {
sum_a = 0;
for (i = 1; i <= a / 2; i++) {
if (a % i == 0) {
sum_a += i;
}
}
b = sum_a;
if (b > a && b <= 3000) {
sum_b = 0;
for (i = 1; i <= b / 2; i++) {
if (b % i == 0) {
sum_b += i;
}
}
if (sum_b == a) {
printf("(%d,%d)", a, b);
}
}
}
/*********End**********/
}
int main(void)
{
solve();
return 0;
}
```
**代码解释:**
1. **外层循环**:遍历2到3000之间的所有整数`a`。
2. **计算因子和**:对每个`a`,内层循环计算其所有真因子的和`sum_a`。
3. **确定候选数`b`**:将`sum_a`赋值给`b`,并确保`b`大于`a`且在3000以内,避免重复计算。
4. **验证亲密数条件**:再次计算`b`的真因子和`sum_b`,若`sum_b`等于`a`,则`(a, b)`为亲密数对。
5. **输出结果**:按格式输出符合条件的亲密数对。
**关键点:**
- 通过`b > a`的条件确保每对亲密数只输出一次。
- 因子和计算时,循环范围优化为`1到n/2`,减少不必要的计算。
阅读全文