题目
Given a pair of positive integers, for example, 6 and 110, can this equation 6 = 110 be true? The answer is yes, if 6 is a decimal number and 110 is a binary number.
Now for any pair of positive integers N1 and N2 , your task is to find the radix of one number while that of the other is given.
Input Specification: Each input file contains one test case. Each case occupies a line which contains 4 positive integers:
N1 N2 tag radix
Here N1 and N2 each has no more than 10 digits. A digit is less than its radix and is chosen from the set { 0-9, a-z } where 0-9 represent the decimal numbers 0-9, and a-z represent the decimal numbers 10-35. The last number radix is the radix of N1 if tag is 1, or of N2 if tag is 2.
Output Specification: For each test case, print in one line the radix of the other number so that the equation N1 = N2 is true. If the equation is impossible, print Impossible. If the solution is not unique, output the smallest possible radix.
Sample Input 1: 6 110 1 10 Sample Output 1: 2 Sample Input 2: 1 ab 1 2 Sample Output 2: Impossible
题目解读
给出两个数N1,N2
,给出其中一个数N1或N2
的进制(输入数据中tag=1
表示这这是给出的是N1
的进制,tag=2
表示给出的是N2
的进制),为第二个数寻找合适的进制,使得 两者转换成10
进制后的结果相等。输出找到的radix
,如果不存在这样的进制,那就输出 ”Impossible
“
N1
和N2
的长度最多为10
,每个位置上的数字可以是 0-9
或 a-z
,其中 a-z
数字 10-35
注意:
- 每个数长度最多为
10
,每个位置大小都可以是0-35
,那么int
肯定是不够存的,比如这个数是zzzzzzzzzz
,35 ^ 9 > 2 ^ 32
,我们用long long
- 并未从题中看出来radix的取值范围(不要自己觉得它最大是35),所以也要定义成
long long
才保险。
思路分析
相信大家都能想到的是,先把给出的N1
或N2
(假设给出的进制是N1的进制)按照给出的进制转成十
进制,然后从1
开始测试每种进制,把N2
转成十
进制判断是否和N1
相等,如不相等就增加进制,继续转换,比较。。。
问题是,如果这个进制存在还好说,我从1
开始增加,总能找到那个进制;但是如果它不存在呢?增加到无穷大程序都跑不完。。。。
所以我们必须先确定radix的上限和下限。 (以第一个数进制给出,转换成十进制结果是N1,求N2的进制为例进行说明)
- 假如
N2
每个位置上的数字中最大的那个是x
,那么N2的进制最小是x 1
,比如你某个位置是0-9
,最起码得是10
进制吧。 - 那么它的进制的最大值是多少呢??那么这个进制最大为
N1
为什么??? 假如N2
只有一位数,假设为x
,那么你的进制可以是 比这个数本身大的 任意数字,它所代表的值是 x * 进制 0 = x,所以除非x
和N1
相等,否则你取啥进制都没办法。 假如N2
有两位,那它最小也就是'1 0'
,代表的值是 1 * 进制 1 0 * 进制 0 = 进制,所以N2
的大小就等于进制的大小,如果你让N2
的进制=N1
时,N2
都不能和N1
相等,那么你把进制变得更大,N2
转换后必然比N1
更大。当N2
有更多位时就更不用说了,肯定更不可能,每差一个位置,值就差的更多 - 所以
N2
的进制的取值范围是 【N2字符串中最大的那个字符代表的值 1,N1】
确定了进制的取值范围之后,我们可以用for循环
进行遍历,但是复杂度比较高,这里我们选取二分法
。
注意不要漏掉对溢出情况的判断,若N2
在某进制下转换成十进制
的结果大于N1
,应该缩小右边界;但是,如果N2
在某进制下转换成十进制
的结果小于0
,也要缩小右边界,小于0
说明进制太大,它转换后long long
都存不下了。
while(low <= high) {
long long mid = low (high - low) / 2;
long long temp = convert(numStr, mid);
// temp < 0,代表得到的数字越界,temp > target都代表当前进制太大,需要调整上限
if (temp < 0 || temp > target) high = mid - 1;
// 当前进制正好
else if (temp == target) return mid;
// 当前进制太小
else low = mid 1;
}
完整代码
代码语言:javascript复制#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cmath>
using namespace std;
/**
* 给出两个数n1,n2,给出其中一个数n1及其进制radix,为第二个数寻找合适的进制使得 两者相等
*
* 首先,每个数长度最多为10,每个位置大小都可以是0-35,那么int肯定是不够存的,比如这个数是zzzzzzzzzz,35 ^ 9 > 2 ^ 32
*
* 加入这个数每个位置上的数字中最大的那个是 x ,那么这个数的【进制最小是 x 1】,比如你要表示0-9,最起码得是10进制吧
* 那么它的进制的最大值是多少呢??其实这个是没有限制的,你可以是任意进制,所以我们用了long long来存
*
* 但在这个题中,必须要有一个合适的进制使得n2能转为n1,那么这个【进制最大为 n1】
*
* 为什么???
*
* 假如n2只有一位,那么你的进制只要比这个数字大,就可以任意取,随意,但除非你本身和n1相等,否则你取啥进制都没办法,
* 因为最后一个位置是最低位,它代表的是 进制 ^ 0 = 1
*
* 假如n2有两位,那它最小也就是 10,1 * 进制 0 * 进制 ^ 0 = 进制,
* 所以n2的大小就等于进制的大小,如果你让n2的进制=n1时,n2都不能和n1相等,那么你把进制变得更大,n2就更不可能转为n1
* 当n2有更多位时就更不用说了,肯定更不可能,每差一个位置,值就差的更多
*
* 所以这个进制的取值范围是 【n2字符串中最大的那个字符代表的值 1,n1】,接着利用二分法
*
*/
// 根据进制,把字符串转为实际数字
long long convert(string numStr, long long radix) {
long long res = 0;
int exp = 0; // 最低位指数为0
// auto自动判断类型,rbegin()是最后一个字符,rend()是第一个字符
for (auto it = numStr.rbegin(); it != numStr.rend(); it) {
// '0'-'9',注意这里要加*才能得到值
if (isdigit(*it))
res = (*it - '0') * pow(radix, exp );
// 'a'-'z'
else
res = (*it - 'a' 10) * pow(radix, exp );
}
// 返回结果
return res;
}
// 找到合适的进制,使得numStr在这个进制下 == target
long long findRadix(string numStr, long long target) {
// 找到字符串形式的n2中最大的那个字符,注意这里要加*才能得到值
char maxChar = *max_element(numStr.begin(), numStr.end());
// 转为数字加1,就是 进制的下限
long long low = (isdigit(maxChar) ? maxChar - '0' : maxChar - 'a' 10) 1;
// 进制的上限就是 n1
long long high = max(low, target);
// 二分法
while(low <= high) {
long long mid = low (high - low) / 2;
long long temp = convert(numStr, mid);
// temp < 0,代表得到的数字越界,temp > target都代表当前进制太大,需要调整上限
if (temp < 0 || temp > target) high = mid - 1;
// 当前进制正好
else if (temp == target) return mid;
// 当前进制太小
else low = mid 1;
}
// 没找到合适的,返回-1
return -1;
}
int main() {
// 两个数,每个位置是0-9或a-z,a-z代表10-35,每个数最多长度为10,如果是35进制,最大为35 * 35 ^ 9, 大于2^32
string n1, n2;
// radix,基数(进制),tag为1代表这个基数针对于第一个数字,tag为2代表这个基数针对第2个数字
int tag;
long long radix;
cin >> n1 >> n2 >> tag >> radix;
long long res = tag == 1 ? findRadix(n2, convert(n1, radix)) : findRadix(n1, convert(n2, radix));
// 不存在这样的进制
if (res == -1)
cout << "Impossible";
else
cout << res;
return 0;
}