Die kleinsten Mengen finden

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Betrachten wir drei Sätze A, Bund Cjeweils nganze Zahlen. Daraus können wir das Set machen

S_n = {a * b + c | a in A, b in B, c in C}.

Vorausgesetzt n, es gibt eine oder mehrere minimale Größen, S_ndie davon abhängen, welche Sätze A,B and Causgewählt wurden.

Die Mengen können beliebige nGanzzahlen enthalten (positiv, null oder negativ). Es ist nicht erforderlich, dass sie aufeinanderfolgende ganze Zahlen sind oder dass die Mengen beispielsweise gleich sind. A = {-1, 0, 5, 10, 27}, B = {2, 5, 6, 10, 14} and C = {-23, 2, 100, 1000,10000}ist zum Beispiel akzeptabel (obwohl keine gute Idee).

Aufgabe

Die Aufgabe besteht darin, Code zu schreiben, um die kleinste Menge zu finden, die S_nes für jede nvon 1bis geben kann 20.

Für jeden nvon 1zu 20Ihrem Code soll eine Ausgabe des gewählt A, Bund Czusammen mit der resultierenden GrößeS_n

Ergebnis

Ihre Punktzahl ist die Summe der von S_nIhnen erstellten Größen . Das heißt, es wird eine Summe von zwanzig Zahlen sein.

Je niedriger die Punktzahl, desto besser.

Beispiele

Wenn A = B = C = {1, 2, 3, 4}ja, S_4 = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20}welche Größe hat sie 19?

Dies ist jedoch keineswegs optimal. Zum Beispiel A = B = C = {-1, 0, 1, 2}gibt S_4 = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, -1, -3, -2}was von Größe ist 10.

Timings

Da ich Ihren Code ausführen muss, um die Ausgabe zu überprüfen, stellen Sie bitte sicher, dass die Ausführung auf einem normalen Desktop nicht länger als 30 Minuten dauert und 4 GB RAM erforderlich sind.

Anmerkungen

Ihr Code muss die Ausgabe tatsächlich berechnen. Sie dürfen vorberechnete Antworten nicht fest in Ihren Code einprogrammieren.

Arthur
quelle
Könnte jemand die Sets mit mehr Zeit und Rechenleistung finden und dann Code schreiben, um sie fest codiert auszugeben?
xnor
@xnor Das sieht für mich nach Betrug aus. Bitte tu das nicht. Trotzdem bin ich mir nicht sicher, was ein rechenintensiver Ansatz wäre, der immer noch enden würde. Es gibt viele ganze Zahlen!
Arthur

Antworten:

8

Rust, Punktzahl 1412 1411

src/main.rs

extern crate gmp;

use std::collections::BinaryHeap;
use std::collections::hash_map::{HashMap, Entry};
use gmp::mpz::Mpz;

fn visit(
    queue: &mut BinaryHeap<(i32, i32, i32, Mpz, Mpz)>,
    visited: &mut HashMap<(i32, Mpz), i32>,
    score: i32,
    h: i32,
    k: i32,
    d: Mpz,
    c: Mpz,
) {
    match visited.entry((k, d.clone())) {
        Entry::Occupied(mut e) => {
            if *e.get() < score {
                e.insert(score);
                queue.push((score, h, k, d, c));
            }
        }
        Entry::Vacant(e) => {
            e.insert(score);
            queue.push((score, h, k, d, c));
        }
    }
}

fn main() {
    let mut total = 0;
    for n in 1..21 {
        let a_range = n / 2 - n + 1..n / 2 + 1;
        let min_ab = a_range.start * (a_range.end - 1);
        let mut ab = Mpz::zero();
        for a in a_range.clone() {
            for b in a_range.clone() {
                ab.setbit((a * b - min_ab) as usize);
            }
        }

        let heuristic = |k: i32, d: &Mpz| if k == n {
            0
        } else {
            k + 1 - n -
                (0..d.bit_length())
                    .map(|i| (&ab & !(d >> i)).popcount())
                    .min()
                    .unwrap() as i32
        };

        let mut queue = BinaryHeap::new();
        let mut visited = HashMap::new();

        let (k1, d1) = (0, Mpz::zero());
        let h1 = heuristic(k1, &d1);
        visit(&mut queue, &mut visited, h1, h1, k1, d1, Mpz::zero());
        while let Some((score, h, k, d, c)) = queue.pop() {
            if k == n {
                println!("n={} |S|={}", n, -score);
                println!("  A={:?}", a_range.clone().collect::<Vec<_>>());
                println!("  B={:?}", a_range.clone().collect::<Vec<_>>());
                println!(
                    "  C={:?}",
                    (0..c.bit_length())
                        .filter(|&i| c.tstbit(c.bit_length() - 1 - i))
                        .collect::<Vec<_>>()
                );
                total += -score;
                break;
            }

            let kd = (k, d);
            if score < visited[&kd] {
                continue;
            }
            let (k, d) = kd;

            let (k1, d1) = (k, &d >> 1);
            let h1 = heuristic(k1, &d1);
            visit(
                &mut queue,
                &mut visited,
                score - h + h1,
                h1,
                k1,
                d1,
                &c << 1,
            );

            let (k1, d1) = (k + 1, (&d | &ab) >> 1);
            let h1 = heuristic(k1, &d1);
            visit(
                &mut queue,
                &mut visited,
                score - h - (&ab & !&d).popcount() as i32 + h1,
                h1,
                k1,
                d1,
                &c << 1 | Mpz::one(),
            );
        }
    }

    println!("total={}", total);
}

Cargo.toml

[package]
name = "small"
version = "0.1.0"
authors = ["Anders Kaseorg <[email protected]>"]

[dependencies]
rust-gmp = "0.5.0"

Kompilieren und ausführen mit cargo run --release.

Ausgabe

n=1 |S|=1
  A=[0]
  B=[0]
  C=[0]
n=2 |S|=3
  A=[0, 1]
  B=[0, 1]
  C=[0, 1]
n=3 |S|=5
  A=[-1, 0, 1]
  B=[-1, 0, 1]
  C=[0, 1, 2]
n=4 |S|=10
  A=[-1, 0, 1, 2]
  B=[-1, 0, 1, 2]
  C=[0, 1, 2, 3]
n=5 |S|=13
  A=[-2, -1, 0, 1, 2]
  B=[-2, -1, 0, 1, 2]
  C=[0, 1, 2, 3, 4]
n=6 |S|=21
  A=[-2, -1, 0, 1, 2, 3]
  B=[-2, -1, 0, 1, 2, 3]
  C=[0, 2, 3, 4, 5, 6]
n=7 |S|=25
  A=[-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3]
  B=[-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3]
  C=[0, 2, 3, 5, 6, 7, 8]
n=8 |S|=35
  A=[-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4]
  B=[-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4]
  C=[0, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 11]
n=9 |S|=39
  A=[-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4]
  B=[-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4]
  C=[0, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 14]
n=10 |S|=53
  A=[-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5]
  B=[-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5]
  C=[0, 1, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 14, 15]
n=11 |S|=58
  A=[-5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5]
  B=[-5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5]
  C=[0, 1, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 14, 15, 19]
n=12 |S|=74
  A=[-5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
  B=[-5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
  C=[0, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 21]
n=13 |S|=80
  A=[-6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
  B=[-6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
  C=[0, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 21, 22]
n=14 |S|=100
  A=[-6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
  B=[-6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
  C=[0, 1, 6, 7, 8, 12, 13, 14, 15, 19, 20, 21, 26, 27]
n=15 |S|=106
  A=[-7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
  B=[-7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
  C=[0, 5, 6, 7, 11, 12, 13, 14, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27]
n=16 |S|=128
  A=[-7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
  B=[-7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
  C=[0, 6, 7, 8, 13, 14, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 28, 29, 30, 36]
n=17 |S|=135
  A=[-8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
  B=[-8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
  C=[0, 6, 7, 8, 13, 14, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 28, 29, 30, 36, 44]
n=18 |S|=161
  A=[-8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
  B=[-8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
  C=[0, 7, 8, 9, 15, 16, 17, 18, 23, 24, 25, 26, 27, 32, 33, 34, 35, 41]
n=19 |S|=167
  A=[-9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
  B=[-9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
  C=[0, 7, 8, 9, 15, 16, 17, 18, 23, 24, 25, 26, 27, 32, 33, 34, 35, 41, 42]
n=20 |S|=197
  A=[-9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
  B=[-9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
  C=[0, 1, 8, 9, 10, 11, 17, 18, 19, 20, 21, 26, 27, 28, 29, 30, 36, 37, 38, 46]
total=1411

Auf meinem Laptop verbrauchte dies ungefähr 8 Minuten und ungefähr 1,5 GB Speicher.

Wie es funktioniert

Wir nehmen (ohne besondere Begründung) an, dass A und B der offensichtliche Bereich aufeinanderfolgender ganzer Zahlen sind, die bei 0 oder ½ zentriert sind, und führen dann eine A * -Suche nach einem optimalen C bei A durch und B durch .

Anders Kaseorg
quelle
Wenn Sie beheben Bund Ckönnen Sie die gleiche A * Suche auf A? Ich denke an eine Art Koordinatensinkflug. Beheben Sie alle Sätze bis auf einen, optimieren Sie den letzten und wiederholen Sie den Vorgang.
Arthur
@Arthur Ich bezweifle, dass eine Suche in A so effizient wie eine Suche in C ausgeführt werden kann, da der Raum der Teilergebnisse nicht so gut zusammenbricht und es bereits nicht trivial war, die Suche in C innerhalb des Zeitlimits auszuführen.
Anders Kaseorg
Interessant. Vielleicht habe ich 10 Minuten zu niedrig eingestellt. Ich bin nur fasziniert, wenn A = Bund beide aufeinander folgenden ganzen Zahlen wirklich immer optimal sind. Nur ein Gegenbeispiel wäre spannend.
Arthur
3

Axiom, Punktzahl 1466

)time on

g(a:List INT,b:List INT,c:List INT):List INT==
   s:List INT:=[]
   for i in 1..#a repeat
     for j in 1..#b repeat
       for h in 1..#c repeat
            s:=cons(a.i*b.j+c.h, s)
   removeDuplicates(s)

inc(a:List INT, b:INT):List INT==
    #a=0=>a
    i:=1; len:=#a
    repeat
       if i>len then
             for j in 1..len repeat a.j:=0
             return a
       if i<len then 
         if a.i<a.(i+1) then
               if a.i<b then  
                          a.i:=a.i+1
                          for j in 1..(i-1) repeat a.j:=0
                          break
               for j in 1..i repeat a.j:=0 
       else 
         if a.i<b then 
                   a.i:=a.i+1
                   for j in 1..(len-1) repeat a.j:=0
                   break
       i:=i+1
    a

f(n:PI):List List INT==
   a:List INT:=[0];  b:List INT:=[0];   c :List INT:=[0]
   aix:List INT:=[]; cmin:List INT:=[]; cp:List INT:=[ ]
   s:List INT :=[ ];   c1:List INT:=[0]; smin:INT
   -- costruisce gli insiemi a,b
   i:=1
   for j in 1..n-1 repeat 
      if member?(i,a) then (a:=cons(-i,a);b:=cons(-i,b);i:=i+1)
      else                 (a:=cons( i,a);b:=cons( i,b))
   if n=1 then return [a,b,c,[0],[1]]
   a:=sort(a)
   c :=copy(a); cmin:=copy(a); cp:=copy(a)
   for i in 1..n repeat c.i:=i-3
   for i in 1..n repeat aix:=cons(0, aix)
   -- ottimizzati per i vari casi... si parte da particolari insiemi c
   -- da cui fare le variazioni
   if n>=8         then c.n:=c.n+2  
   if n=10 or n=13 then c.(n-1):=c.(n-1)+2
   if n=9  or n=16 or n=19 then (c.(n-2):=c.(n-2)+1; c.(n-1):=c.(n-1)+1; c.n:=c.n+1)
   smin:=n*n+10  
   repeat
       for i in 1..n repeat cp.i:=c.i+aix.i
       k:=# g(a,b,cp)
       if k<smin then 
                smin:=k; 
                for i in 1..n repeat cmin.i:=cp.i 
                --output ["assign",c,aix,cmin, k]
       inc(aix, 3)
       --output aix
       i:=0;repeat(i:=i+1;if i>n or aix.i~=0 then break)
       if i>n then break
   [sort(a),sort(b),sort(cmin),g(a,b,cmin),[smin]]


h(n:PI):NNI==
    k:=0
    r:List List INT:=[]
    for i in 1..n repeat
         r:=f(i)
         output [i,r.5.1,r.1,r.3]
         k:=k+r.5.1
    k

Die Mengen wären A = B = [- n / 2..n / 2], wenn n% 2 == 0, sonst A = B = [- n / 2 .. ((n / 2) +1)]

Die Menge C ist die Summe des Arrays als [-2, -1, .. (n-2)] zu einem Array arr [] dieser Art [0,0,0,0,0] oder [0,1 , 1,1,2] oder [0,0,0,0,3], damit das Array die Eigenschaft hat

 arr[i] <= arr[i+1] for i in 1..n-1

Wenn Sie präziser arbeiten möchten oder Ihr PC schneller ist, können Sie versuchen, '3' in 'inc (aix, 3)' zu erhöhen, um die Anzahl der Arrays für die C-Satz-Variation zu erhöhen und so die Ergebnisgenauigkeit zu erhöhen.

In den Ergebnissen ist die gedruckte Zeichenfolge

 [n, |{a*b+c for a in A for b in B for c in C}|,A,C]

mit B = A und | S | ist die Anzahl der Elemente von S

(6) -> h 20
   [1,1,[0],[0]]
   [2,3,[0,1],[- 2,- 1]]
   [3,5,[- 1,0,1],[- 2,- 1,0]]
   [4,10,[- 1,0,1,2],[- 2,- 1,0,1]]
   [5,13,[- 2,- 1,0,1,2],[- 2,- 1,0,1,2]]
   [6,21,[- 2,- 1,0,1,2,3],[- 2,- 1,0,1,2,3]]
   [7,25,[- 3,- 2,- 1,0,1,2,3],[- 2,- 1,0,1,2,3,4]]
   [8,35,[- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4],[- 2,- 1,1,2,3,5,6,9]]
   [9,39,[- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4],[- 2,1,2,4,5,6,8,9,12]]
   [10,53,[- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4,5],[- 2,- 1,2,3,4,6,7,8,11,12]]
   [11,59,[- 5,- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4,5],[- 2,- 1,0,2,3,4,5,7,8,9,12]]
   [12,76,[- 5,- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4,5,6],[- 2,- 1,0,3,4,5,6,8,9,10,11,14]]
   [13, 82, [- 6,- 5,- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4,5,6],[- 2,- 1,0,3,4,5,6,8,9,10,11,14,15]]
   [14, 103, [- 6,- 5,- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4,5,6,7],[- 2,- 1,0,3,4,5,6,7,9,10,11,12,13,16]]
   [15, 110, [- 7,- 6,- 5,- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4,5,6,7],[- 2,- 1,0,1,4,5,6,7,8,10,11,12,13,14,17]]
   [16, 134, [- 7,- 6,- 5,- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4,5,6,7,8],[- 2,- 1,0,1,4,5,6,7,8,9,11,12,13,15,16,19]]
   [17, 142, [- 8,- 7,- 6,- 5,- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4,5,6,7,8],[- 2,- 1,0,1,4,5,6,7,8,9,11,12,13,14,15,16,19]]
   [18, 169, [- 8,- 7,- 6,- 5,- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9],[- 2,- 1,0,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,15,16,17,20]]
   [19, 178, [- 9,- 8,- 7,- 6,- 5,- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9],[- 2,- 1,0,1,2,5,6,7,8,9,10,11,13,14,15,16,18,19,22]]
   [20, 208, [- 9,- 8,- 7,- 6,- 5,- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10],[- 2,- 1,0,1,2,3,4,5,7,8,9,10,11,12,13,14,17,18,19,22]]

   (6)  1466
                                                    Type: PositiveInteger
      Time: 0.03 (IN) + 910.75 (EV) + 0.02 (OT) + 24.00 (GC) = 934.80 sec
RosLuP
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3

SQL Server 1495

declare @N int=20;
--set @N=40;
with
  n as(select 1 n union all select n+1 from n where n<@N),
  s as(select n,n/2-n+1 m from n union all select n,m+1 from s where m<n/2),
  t as(select n,m,row_number()over(partition by n order by m) p from s),
  a as(select n,m a,p from t),
  b as(select n,m b,p from t),
  c as(select n,m c,p from t),
  u as(
    select a.n,count(distinct a*b+c) q
    from a,b,c
    where b.n=a.n and c.n=a.n
    group by a.n
  )
select u.n,a,b,c,q,sum(distinct q) N
from u,a,b,c
where a.n=u.n and b.n=u.n and c.n=u.n and b.p=a.p and c.p=a.p
group by grouping sets((u.n,a,b,c,q),());

Die Lösung kann hier überprüft werden .

Entschuldigung für die Ausgabe ist in tabellarischer Form.

Andrei Odegov
quelle
3

C, Punktzahl 1448 1431

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define P printf
#define R return
#define F for

int cmp(const void*a,const void*b)
{int aa, bb;
 aa=*(int*)a; bb=*(int*)b;
 R aa>bb?1:(aa<bb?-1:0);
}

void show(int* a,unsigned n){unsigned i;P("[ ");F(i=0;i<n;++i) P("%d ", a[i]);P("]");}

// l'insieme "a" deve essere del tipo {0,1} {-1,0,1} {-1,0,1,2} {-2,-1,0,1,2} ecc di numero elementi n
// l'insieme "c" e' un insieme di numero elementi n
// l'insieme a cui "r" punta sarà *r={x*y+z : x in a, y in a, z in c }
// ritorna -1 per errore altrimenti il numero di elementi
// di {x*y+z : x in a, y in a, z in c }

int g(int**r,int*a,int*c,unsigned n)
{static int *arrs,*res;
 static unsigned  alen;
 unsigned i,j,k,m,v,vv,len;

 if(a==0||c==0||n<=0||n>128) R -1;
 len=n*n*n;
 if(alen<n)
    {if(arrs) free(arrs);  // leaks: arrs and res remain until the program end
     if(res ) free(res);
     arrs=0; res=0; alen=0;
     arrs=malloc(sizeof(int)*len);
     if(arrs==0)             R -1;
     res =malloc(sizeof(int)*len);
     if(res==0)
         {free(arrs); arrs=0;R -1;}
     alen=n;
    }
 v=0;
 F(k=0;k<n;++k) arrs[v++]=c[k]; // il caso 0 

 F(m=0;m<n&&a[m]<0;++m);// da una parte i positivi dall'altra i negativi; m punta a 0 
                        // il caso 0 non e' trattato
 F(i=0;i<m;++i)    // positivi per negativi
   F(j=m+1;j<n;++j)
      F(k=0;k<n;++k)
         if(-a[i]<=a[j]) arrs[v++]=a[i]*a[j]+c[k];
 F(i=m+1;i<n;++i)  // positivi per positivi
   F(j=i;j<n;++j)
      F(k=0;k<n;++k)
          arrs[v++]=a[i]*a[j]+c[k];
 qsort(arrs,v,sizeof(int),cmp);
 res[0]=arrs[0];  // elimina i doppioni
 F(vv=1,i=1; i<v; ++i)
       if(arrs[i-1]!=arrs[i]) res[vv++]=arrs[i];
 *r=res;
 R vv;
}


int inc(int* a,int len,int b)
{int i,j;
 if(len<1||b<1)R 1;
 F(i=0;;)
   {if(i>=len)
         {F(j=0;j<len;++j)a[j]=0;
          R 1;
         }
    if(i==len-1||a[i]<a[i+1])
               {if(a[i]<b)
                   {a[i]+=1;
                    F(j=0;j<i;++j)a[j]=0;
                    break;
                   }
               }
    i+=1;
   }
 R 0;
}

// a,b,c,cmin sono array e devono avere size n
// s          e' un array deve avere size n*n*n
//            come risultato la sua lunghezza e' *slen
//
int f(int* a,int* b,int* cmin,int* s,int* slen, int n)
{int i,j,k, *c, *aix, *cp, smin, *rs;

 if(slen)*slen=0;
 if(n<1||a==0||b==0||cmin==0||s==0||slen==0)R -1;

 // costruisce a e b
 j=-n/2;
 if(n%2==0)++j;
 F(i=0;i<n;++i,++j) s[i]=cmin[i]=a[i]=b[i]=j;
 // {-x..x}  oppure {-x..(x+1)}

 *slen=n;
 if(n==1)R 1; // caso di un solo elemento
 c  =malloc(sizeof(int)*(n+1)); // **
 if(c==0)R -1;
 aix=malloc(sizeof(int)*(n+1)); // **
 if(aix==0){free(c);R -1;}
 cp =malloc(sizeof(int)*(n+1)); // **
 if(cp==0){free(aix);free(c);R -1;}

 F(i=0;i<n;++i){cp[i]=aix[i]=0;c[i]=i;}
 if(n>=16)//16
    {c[n-1]=c[n-1]+3;c[n-2]=c[n-2]+3;c[n-3]=c[n-3]+3;}
 F(smin=n*n+10;;)
    {cp[0]=c[0];
     F(i=1;i<n;++i) cp[i]=c[i]+aix[i-1];
     k=g(&rs,a,cp,n);
     if(k<smin){F(smin=k,i=0;i<n;++i) cmin[i]=cp[i];
                //P("Assign: %d,  ", k);
                //show(aix,n);P(",");
                //P("Cmin=");show(cmin,n);P("\n");
               }
     //show(aix,n);P("\n");
     if(inc(aix,n-1,7))break;
    }
 free(cp);free(aix);free(c);
 k=g(&rs,a,cmin,n);
 if(k==-1)R -1;
 F(i=0;i<k;++i)s[i]=rs[i];
 *slen=k;
 R k;
}

unsigned h(unsigned nmax)
{time_t                             ti, tf;
 double  dft;
 int i,j, *a, *b, *cmin, *s, slen, rlen, r;
 unsigned                            n,len;
 if(nmax>128||nmax<1)R -1;
 len =nmax*nmax*nmax+1;
 s   =malloc(sizeof(int)*len);      // **
 a   =malloc(sizeof(int)*(nmax+1)); // **
 b   =malloc(sizeof(int)*(nmax+1)); // **
 cmin=malloc(sizeof(int)*(nmax+1)); // **
 if(s==0||a==0||b==0||cmin==0){free(s);free(a);free(b);free(cmin);R -1;}
 ti=time(0);
 F(n=1,r=0;n<=nmax;++n)
    {rlen=f(a,b,cmin,s,&slen,n);
     if(rlen!=-1)
         {P("%d %d", n, rlen); show(cmin,n);P("\n");}
     else break;
     r+=rlen;
    }
 tf=time(0);
 dft=difftime(tf, ti);
 P("Result=%d  secondi=%.0f  minuti=%.0f\n", r, dft, dft/60.0);
free(s);free(a);free(b);free(cmin);
 R r;
}

int main(){h(20); R 0;}

Dies wäre das gleiche +/- Verhältnis wie bei der Implementierung von Axiom

Ergebnisse

1 1[ 0 ]
2 3[ 0 1 ]
3 5[ 0 1 2 ]
4 10[ 0 1 2 3 ]
5 13[ 0 1 2 3 4 ]
6 21[ 0 1 2 3 4 5 ]
7 25[ 0 1 2 3 4 5 6 ]
8 35[ 0 1 3 4 5 7 8 11 ]
9 39[ 0 3 4 6 7 8 10 11 14 ]
10 53[ 0 1 4 5 6 8 9 10 13 14 ]
11 59[ 0 1 2 4 5 6 7 9 10 11 14 ]
12 75[ 0 1 2 5 6 7 8 11 12 13 17 18 ]
13 81[ 0 1 2 5 6 7 8 11 12 13 14 17 18 ]
14 101[ 0 1 2 3 6 7 8 9 10 13 14 15 16 20 ]
15 107[ 0 1 2 3 6 7 8 9 10 13 14 15 16 20 21 ]
16 130[ 0 1 2 6 7 8 9 10 13 14 15 16 17 21 22 23 ]
17 137[ 0 1 2 3 7 8 9 10 11 15 16 17 18 19 23 24 25 ]
18 163[ 0 1 2 3 7 8 9 10 11 12 16 17 18 19 20 25 26 27 ]
19 171[ 0 1 2 3 4 8 9 10 11 12 13 17 18 19 20 21 26 27 28 ]
20 202[ 0 1 2 3 7 8 9 10 11 12 13 17 18 19 20 21 22 27 28 29 ]
Result=1431  secondi=618  minuti=10
RosLuP
quelle
2

Python 2 , Punktzahl 1495

f=lambda n:range(-n/2+1,n/2+1)
f_A=f_B=f_C=f

def comb_set(A, B, C):
	return sorted({a*b+c for a in A for b in B for c in C})

def S(n):
	return comb_set(f_A(n), f_B(n), f_C(n))

Probieren Sie es online!

Eine einfache Grundlinie für jede Menge ist ein Intervall der Länge n, das um 0 zentriert ist und für gerade n leicht unausgeglichen ist. Das TIO verfügt über einen Python-Code zur Berechnung Ihrer Punktzahl.

1   1
2   3
3   5
4   10
5   13
6   21
7   25
8   36
9   41
10  55
11  61
12  78
13  85
14  105
15  113
16  136
17  145
18  171
19  181
20  210

Total: 1495

Die Größe ist (n*n+1)/2für ungerade n und (n*n+n)/2für gerade n.

xnor
quelle
@ Arthur Hinzugefügt. Ich würde gerne sagen, dass dies nur ein Anfang ist, aber ich habe noch keine Ahnung, wie ich es besser machen kann :) So etwas wie das Summenprodukt-Phänomen steht im Weg.
20.
1
Ich habe die Ergebnissequenz in OEIS eingesteckt. Es ist da und mit einer ganz anderen Definition.
Sieht so aus, als wäre es doch nur ein Anfang.
Arthur
1

Mathematica, Punktzahl 1495

z = 0;
For[n = 1, n <= 20, n++,
r = Range[n] - Ceiling[n/2];
Print["S_n size=", x = (s = Length@#;
  Length@
   Union@Flatten@
     Table[#[[i]]*#[[j]] + #[[k]], {i, s}, {j, s}, {k, s}]) &[r], 
"  ", "A=B=C=", r]; z = z + x]
Print["SCORE=", z]

S_n Größe = 1 A = B = C = {0}
S_n Größe = 3 A = B = C = {0,1}
S_n Größe = 5 A = B = C = {- 1,0,1}
S_n Größe = 10 A = B = C = {- 1,0,1,2}
S_n Größe = 13 A = B = C = {- 2, -1,0,1,2}
S_n Größe = 21 A = B = C = { -2, -1,0,1,2,3}
S_n Größe = 25 A = B = C = {- 3, -2, -1,0,1,2,3}
S_n Größe = 36 A = B = C = {- 3, -2, -1,0,1,2,3,4}
S_n size = 41 A = B = C = {- 4, -3, -2, -1,0,1,2 , 3,4}
S_n Größe = 55 A = B = C = {- 4, -3, -2, -1,0,1,2,3,4,5}
S_n Größe = 61 A = B = C = {-5, -4, -3, -2, -1,0,1,2,3,4,5}
S_n Größe = 78 A = B = C = {- 5, -4, -3, -2 , -1,0,1,2,3,4,5,6}
S_n Größe = 85 A = B = C = {- 6, -5, -4, -3, -2, -1,0,1 2,3,4,5,6}
S_n Größe = 105 A = B = C = {- 6, -5, -4, -3, -2, -1,0,1,2,3,4, 5,6,7}
S_n Größe = 113 A = B = C = {- 7, -6, -5, -4, -3, -2, -1,0,1,2,3,4,5, 6,7}
S_n Größe = 136 A = B = C = {- 7, -6, -5, -4, -3, -2, -1,0,1,2,3,4,5,6,7,8}
S_n size = 145 A = B = C = {- 8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1,0,1,2,3,4,5,6,7 , 8}
S_n Größe = 171 A = B = C = {- 8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1,0,1,2,3,4,5, 6,7,8,9}
S_n Größe = 181 A = B = C = {- 9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1,0,1, 2,3,4,5,6,7,8,9}
S_n Größe = 210 A = B = C = {- 9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1,0,1,2,3,4,5, 6,7,8,9,10}
SCORE = 1495

J42161217
quelle
1

C ++, Punktzahl 1411

Vermutung A und B sind aufeinanderfolgende ganze Zahlen, die nahe 0 zentriert sind. Verwenden Sie einfach simuliertes Tempern, um C zu finden.

Quelle:

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <random>
#include <bitset>
#include <cmath>

using namespace std;

using bools = bitset<270>;
using irand = uniform_int_distribution<int>;
ranlux48 gen;
uniform_real_distribution<double> frand(0, 1);

int evaluate(const bools& a, const vector<int>& v)
{
    bools t = a;
    for (int i : v) t |= a << i;
    return t.count();
}

vector<int> best;
int best_score, prev_score;

void transition(double Temp, int Q, const bools& a, vector<int>& now)
{
    int rep, pos, tmp;
    do rep = irand(1, Q)(gen); while (find(now.begin(), now.end(), rep) != now.end());
    pos = irand(0, now.size() - 1)(gen);
    tmp = now[pos];
    now[pos] = rep;
    int now_score = evaluate(a, now);
    if (now_score <= prev_score || frand(gen) < exp((double)(prev_score - now_score))) {
        prev_score = now_score;
        if (now_score < best_score) best_score = now_score, best = now;
    }
    else now[pos] = tmp;
}

int main()
{
    int score = 0;
    for (int N = 1; N <= 20; N++) {
        gen.seed(0);
        int first = -N / 2, last = first + N, Q = N * 3;
        bools st;

        for (int i = first; i < last; i++)
            for (int j = first; j < last; j++)
                st[i * j + last * last] = true;

        vector<int> lst;
        for (int i = 1; i < N; i++) lst.push_back(i);

        best = lst;
        prev_score = best_score = evaluate(st, lst);

        if (N != 1)
            for (double Temp = 70.; Temp > 0; Temp -= 3e-5) transition(Temp, Q, st, lst);
        sort(best.begin(), best.end());
        cout << "N = " << N << "; |S| = " << best_score << endl;
        cout << " A = B = {";
        for (int i = first; i < last; i++) cout << i << (i != last - 1 ? ", " : "}\n");
        cout << " S = {0";
        for (int i : best) cout << ", " << i;
        cout << "}\n";

        score += best_score;
    }
    cout << "Score: " << score << endl;
}

Ergebnisse:

N = 1; |S| = 1
 A = B = {0}
 S = {0}
N = 2; |S| = 3
 A = B = {-1, 0}
 S = {0, 1}
N = 3; |S| = 5
 A = B = {-1, 0, 1}
 S = {0, 1, 2}
N = 4; |S| = 10
 A = B = {-2, -1, 0, 1}
 S = {0, 1, 2, 3}
N = 5; |S| = 13
 A = B = {-2, -1, 0, 1, 2}
 S = {0, 1, 2, 3, 4}
N = 6; |S| = 21
 A = B = {-3, -2, -1, 0, 1, 2}
 S = {0, 1, 2, 3, 4, 5}
N = 7; |S| = 25
 A = B = {-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3}
 S = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}
N = 8; |S| = 35
 A = B = {-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3}
 S = {0, 3, 4, 6, 7, 10, 11, 14}
N = 9; |S| = 39
 A = B = {-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4}
 S = {0, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 14}
N = 10; |S| = 53
 A = B = {-5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4}
 S = {0, 1, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 14, 15}
N = 11; |S| = 58
 A = B = {-5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5}
 S = {0, 1, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 14, 15, 19}
N = 12; |S| = 74
 A = B = {-6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5}
 S = {0, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 21}
N = 13; |S| = 80
 A = B = {-6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}
 S = {0, 6, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 21, 22, 23, 27}
N = 14; |S| = 100
 A = B = {-7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}
 S = {0, 5, 6, 7, 11, 12, 13, 14, 18, 19, 20, 21, 25, 26}
N = 15; |S| = 106
 A = B = {-7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
 S = {0, 5, 6, 7, 11, 12, 13, 14, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 32}
N = 16; |S| = 128
 A = B = {-8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
 S = {0, 6, 7, 8, 13, 14, 15, 16, 21, 22, 23, 24, 29, 30, 31, 37}
N = 17; |S| = 135
 A = B = {-8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
 S = {0, 6, 7, 8, 13, 14, 15, 16, 21, 22, 23, 24, 29, 30, 31, 37, 45}
N = 18; |S| = 161
 A = B = {-9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
 S = {0, 7, 8, 9, 14, 15, 16, 17, 18, 22, 23, 24, 25, 26, 31, 32, 33, 40}
N = 19; |S| = 167
 A = B = {-9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
 S = {0, 7, 8, 9, 15, 16, 17, 18, 23, 24, 25, 26, 27, 32, 33, 34, 35, 41, 42}
N = 20; |S| = 197
 A = B = {-10, -9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
 S = {0, 8, 9, 10, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 26, 27, 28, 29, 35, 36, 37, 38, 45, 46}
Score: 1411

Mit -O2 auf meinem Computer dauert es 50 Sekunden, um alle Ergebnisse zu berechnen.

Colera Su
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