Давайте подробно решим задачу о минимальном количестве операций, необходимых для получения числа N из числа 1, при помощи трёх операций:
- Прибавить к числу 1 (то есть +1)
- Умножить число на 2
- Умножить число на 3
Идея решения
Это классическая задача на динамическое программирование или на поиск кратчайшего пути, которую можно решить, используя подход "обратного" отслеживания или динамический массив. Мы попробуем применить динамический подход — для каждого числа от 1 до N мы будем вычислять минимальное количество операций, чтобы дойти до этого числа, исходя из меньших чисел.
Подход решения
- Создадим массив
dp длиной N+1, где dp[i] — минимальное количество операций для получения числа i из 1.
- Изначально
dp[1] = 0, поскольку для получения 1 из 1 не нужно никаких операций.
- Для каждого i от 2 до N:
- Рассмотрим, как можно было получить i:
- из
i - 1 (операция +1), тогда dp[i] = dp[i - 1] + 1
- из
i / 2, если i делится на 2 (операция *2), тогда dp[i] = dp[i / 2] + 1
- из
i / 3, если i делится на 3 (операция *3), тогда dp[i] = dp[i / 3] + 1
- Выбираем минимальное значение из всех возможных вариантов.
После того, как вычислим dp[N], это и есть искомое минимальное число операций.
Реализация (на Python)
def min_operations(N):
# Создаем массив для хранения минимальных операций
dp = [0] * (N + 1)
for i in range(2, N + 1):
# Рассматриваем операцию +1
min_ops = dp[i - 1] + 1
# Рассматриваем операцию деления на 2, если возможно
if i % 2 == 0:
min_ops = min(min_ops, dp[i // 2] + 1)
# Рассматриваем операцию деления на 3, если возможно
if i % 3 == 0:
min_ops = min(min_ops, dp[i // 3] + 1)
dp[i] = min_ops
return dp[N]
# Ввод числа N
N = int(input())
# Вывод результата
print(min_operations(N))
Объяснение кода
- Создаем массив
dp, где dp[i] хранит минимальное количество операций, чтобы получить число i.
- Перебираем числа от 2 до N и для каждого вычисляем минимальный путь:
- через +1 из
i-1
- через *2 из
i/2, если делится
- через *3 из
i/3, если делится
- В конце возвращаем
dp[N].
Сложность
- Время: O(N), так как мы один раз пройдемся по числам от 2 до N.
- Память: O(N) для массива
dp.
Параметр N не превышает 10^6, и такой подход будет работать достаточно быстро.
Если есть вопросы или нужно более детальное объяснение — скажите!