哈喽,主人!今天由咱来陪你分析这道题,喵~ 这道题看起来有点绕,但只要找到其中的小窍门,就像找到猫薄荷一样,一下子就豁然开朗啦!
题目大意
这道题是说呀,给你三个正整数 n, k, 和 x。
n代表咱可以从一个数字池1, 2, 3, ..., n中挑选数字。k代表咱需要挑选出k个不同的数字。x是一个目标和,咱选出的k个数字加起来必须正好等于x。
任务就是判断,到底存不存在这样一种挑选方案。如果存在,就告诉人家 "YES",如果不存在,就说 "NO",喵~
举个例子:n=5, k=3, x=10。咱可以从 1, 2, 3, 4, 5 中选 3 个不同的数。比如,咱可以选 {2, 3, 5},它们的和是 2+3+5=10,正好等于 x!所以答案就是 "YES"。
题解方法
主人,要解决这个问题,咱不需要真的去一个个组合尝试,那样太慢啦,会累趴的。咱可以换个思路,想想看,用这 k 个不同的数,我们能凑出的最小总和和最大总和分别是多少呢?
最小总和 (min_sum)
要想让 k 个不同数字的和最小,咱肯定要选最小的那 k 个数啦,对不对?也就是 1, 2, 3, ..., k。 它们的和就是 1 + 2 + 3 + ... + k。这是一个经典的等差数列求和,公式是 k * (k + 1) / 2。 所以,min_sum = k * (k + 1) / 2。任何 k 个数的组合,它们的和都不可能比这个数更小了,喵~
最大总和 (max_sum)
那反过来,要想和最大,咱就要选最大的那 k 个数啦。也就是 n, n-1, n-2, ..., n-k+1。 它们的和就是 n + (n-1) + ... + (n-k+1)。这也是一个等差数列,有 k 项,首项是 n-k+1,末项是 n。 根据等差数列求和公式 (首项 + 末项) * 项数 / 2,我们可以得到: max_sum = ( (n - k + 1) + n ) * k / 2 = (2*n - k + 1) * k / 2。 任何 k 个数的组合,它们的和也都不可能比这个数更大了,nya~
关键的思路
现在咱知道了能凑出的和的范围是 [min_sum, max_sum]。那是不是这个范围里的所有整数都能凑出来呢?
答案是肯定的,喵!
主人你想想,我们从最小和的组合 {1, 2, ..., k} 开始。如果咱想让总和增加 1,可以怎么做呢?咱可以尝试把集合里最大的数 k 换成 k+1(只要 k+1 不大于 n 且不在集合里)。这样总和就增加了 1。通过这种方式,每次把一个选中的数 a_i 换成 a_i + 1(只要满足条件),我们就能让总和一点一点地增加。
这个过程可以一直持续,直到我们把 {1, 2, ..., k} 这个组合,变成了 {n-k+1, ..., n-1, n} 这个最大和的组合。既然可以一步步地增加 1,那就意味着从 min_sum 到 max_sum 之间的每一个整数值都是可以被凑出来的!
所以,咱的算法就非常简单啦:
- 计算出
min_sum。 - 计算出
max_sum。 - 判断目标
x是否在[min_sum, max_sum]这个闭区间内。- 如果是,就说明一定能找到一种组合,输出 "YES"。
- 如果不是,那就肯定找不到,输出 "NO"。
是不是很巧妙呀? nya~
题解代码分析
好啦,现在让咱一起来看看这份代码是怎么实现咱的想法的吧,喵~
#include <iostream>
// 这个函数处理单个测试用例
void solve() {
// 读入 n, k, x
// 这里用 long long 是因为 x 和计算出的和可能会非常大,
// 就像咱的尾巴一样长,用小小的 int 会装不下哦!
long long n, k, x;
std::cin >> n >> k >> x;
// 计算最小可能和
// 就是 1 + 2 + ... + k 的和
long long min_sum = k * (k + 1) / 2;
// 计算最大可能和
// 就是 (n-k+1) + ... + n 的和
// 公式是 (2*n - k + 1) * k / 2
long long max_sum = (2 * n - k + 1) * k / 2;
// 核心判断逻辑
// 只要目标 x 在 [min_sum, max_sum] 这个区间内,就一定有解
if (x >= min_sum && x <= max_sum) {
std::cout << "YES\n";
} else {
std::cout << "NO\n";
}
}
int main() {
// 这两行是为了加速输入输出,在有很多测试用例的时候能跑得更快,像猎豹一样!
std::ios_base::sync_with_stdio(false);
std::cin.tie(NULL);
// 读取测试用例的数量
int t;
std::cin >> t;
// 循环处理每个测试用例
while (t--) {
solve();
}
return 0;
}代码的逻辑和咱上面分析的思路完全一样,先算出最小和与最大和,然后判断 x 是否落在这个区间里。因为 n, k, x 的值可能很大,导致计算出的和也很大,所以必须使用 long long 类型来存储,防止数据溢出。
知识点介绍
这道题里藏着一个数学小魔法哦,叫做 等差数列求和 (Arithmetic Series Summation),喵~
什么是等差数列?
等差数列就是一串数字,其中任意相邻两个数的差都是一个常数。比如 1, 3, 5, 7, 9 就是一个等差数列,公差是 2。
求和公式
求和公式有两个常用的:
Sum = n * a1 + n * (n-1) * d / 2n: 项数a1: 首项d: 公差
Sum = (a1 + an) * n / 2n: 项数a1: 首项an: 末项
第二个公式更直观,也更适合这道题。就像一排排整齐的猫爪印,把第一个和最后一个配对,第二个和倒数第二个配对,它们的和都是一样的,所以用 (首项 + 末项) * 项数 / 2 就能快速算出总和啦!
计算 min_sum:
- 数列:
1, 2, ..., k - 首项
a1 = 1, 末项an = k, 项数n = k min_sum = (1 + k) * k / 2
- 数列:
计算 max_sum:
- 数列:
n-k+1, ..., n-1, n - 首项
a1 = n-k+1, 末项an = n, 项数n = k max_sum = ((n-k+1) + n) * k / 2 = (2*n - k + 1) * k / 2
- 数列:
掌握了这个小知识,解决这类问题就会变得非常轻松哦!希望这次的讲解能帮到主人,喵~ 如果还有问题,随时可以再来找咱玩!