一、题目描述
若两个正整数的和为素数,则这两个正整数称之为“素数伴侣”,如2和5、6和13,它们能应用于通信加密。现在密码学会请你设计一个程序,从已有的 N ( N 为偶数)个正整数中挑选出若干对组成“素数伴侣”,挑选方案多种多样,例如有4个正整数:2,5,6,13,如果将5和6分为一组中只能得到一组“素数伴侣”,而将2和5、6和13编组将得到两组“素数伴侣”,能组成“素数伴侣”最多的方案称为“最佳方案”,当然密码学会希望你寻找出“最佳方案”。
有一个正偶数 n ,表示待挑选的自然数的个数。后面给出 n 个具体的数字。
输出一个整数 K ,表示你求得的“最佳方案”组成“素数伴侣”的对数。
数据范围: 1≤n≤100,输入的数据大小满足 2≤val≤30000
二、输入描述
输入一个正偶数 n
输入 n 个整数
三、输出描述
求得的“最佳方案”组成“素数伴侣”的对数。
四、解题思路
- 从输入中读取一个正偶数n;
- 创建一个长度为n的整数数组nums,用于存储n个整数;
- 循环读取n个整数,将其存储到nums数组中;
- 创建两个列表,一个用于存储偶数,一个用于存储奇数。遍历nums数组,将偶数存储到偶数列表(evens)中,将奇数存储到奇数列表(odds)中;
- 创建一个长度为偶数列表evens的整数数组evenMatch,用于存储每个偶数的伴侣奇数。初始化count为0,用于记录素数伴侣的对数;
- 对每个奇数进行匹配操作。遍历奇数列表odds,依次取出一个奇数odd;
- 创建一个布尔数组match,用于记录每个偶数是否已被占用。初始化为false;
- 使用递归函数find()进行偶数的匹配。在find()函数中,依次遍历偶数列表evens,取出一个偶数even;
- 如果该偶数未被占用且偶数与奇数的和是素数(调用isPrime()函数判断),则将该奇数设置为偶数的伴侣,即evenMatch[i] = odd,并将该偶数设置为已占用(match[i] = true);
- 如果该偶数已被其他奇数占用,则递归调用find()函数,寻找其他可匹配的偶数;
- 如果能找到素数匹配,则count加1;
- 输出count,即最佳方案组成素数伴侣的对数。
五、Java算法源码
public static void main(String [] args){
Scanner in = new Scanner(System.in);
while(in.hasNext()){
int n = in.nextInt();
//定义数组
int [] nums = new int[n];
for(int i = 0;i < n ;i++){
nums[i] = in.nextInt();
}
// 存储偶数
List<Integer> evens = new ArrayList<Integer>();
// 存储奇数
List<Integer> odds = new ArrayList<Integer>();
for(int num:nums){
if(num % 2 ==0){
evens.add(num);
}else{
odds.add(num);
}
}
// 存储每个偶数的伴侣奇数
int [] evenMatch = new int[evens.size()];
// 素数伴侣的对数
int count = 0;
// 用每个奇数 尝试匹配偶数
for(int i = 0;i < odds.size();i++){
int odd = odds.get(i);
// 创建一个布尔数组match,用于记录每个偶数是否已被占用
boolean [] match = new boolean[evens.size()];
// 如果能找到素数匹配,则count加1
if(find(odd,evens,evenMatch,match)){
count++;
}
}
// 最佳方案组成素数伴侣的对数
System.out.println(count);
}
}
// 使用递归函数find()进行偶数的匹配
private static boolean find(int odd,List<Integer> evens,int [] evenMatch,boolean [] match){
for(int i = 0;i < evens.size();i++){
int even = evens.get(i);
// 如果该偶数未被占用且偶数与奇数的和是素数
if(!match[i] && isPrime(even + odd)){
// 访问标记
match[i] = true;
// 如果该偶数已被其他奇数占用,则递归调用find()函数,寻找其他可匹配的偶数
if(evenMatch[i] == 0 || find(evenMatch[i],evens,evenMatch,match)){
// 将该奇数设置为偶数的伴侣
evenMatch[i] = odd;
return true;
}
}
}
return false;
}
// 是否是素数
private static boolean isPrime(int x){
if(x == 1){
return false;
}
for(int i = 2; i <= (int)Math.sqrt(x);i++){
if(x % i == 0){
return false;
}
}
return true;
}
六、效果展示
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