这个问题我是在PAT大区赛题里遇见的。题目如下:

多项式A除以B(25 分)

这仍然是一道关于A/B的题,只不过A和B都换成了多项式。你需要计算两个多项式相除的商Q和余R,其中R的阶数必须小于B的阶数。

输入格式:

输入分两行,每行给出一个非零多项式,先给出A,再给出B。每行的格式如下:

N e[1] c[1] ... e[N] c[N]

其中N是该多项式非零项的个数,e[i]是第i个非零项的指数,c[i]是第i个非零项的系数。各项按照指数递减的顺序给出,保证所有指数是各不相同的非负整数,所有系数是非零整数,所有整数在整型范围内。

输出格式:

分两行先后输出商和余,输出格式与输入格式相同,输出的系数保留小数点后1位。同行数字间以1个空格分隔,行首尾不得有多余空格。注意:零多项式是一个特殊多项式,对应输出为0 0 0.0。但非零多项式不能输出零系数(包括舍入后为0.0)的项。在样例中,余多项式其实有常数项-1/27,但因其舍入后为0.0,故不输出。

输入样例:

4 4 1 2 -3 1 -1 0 -1
3 2 3 1 -2 0 1

输出样例:

3 2 0.3 1 0.2 0 -1.0
1 1 -3.1 题目的意思很明确,就是要求 anxn+
an-1xn-1+an-2xn-2+。。。+a1x1+a0x0 除以amxm+am-1xm-1+am-2xm-2+。。。+a1x1+a0x0 的商和余数。这可以类比多项式除法进行。
这题的样例数据可表示为:x4-3x2-x-1 除以 3x2-2x+1 求其的商和余数。 手工计算步骤就是下图所示:
依次乘一个(1/3)x2,(2/9)x,(-26/27),很明显就是想办法消掉最高次项,知道所剩的余项最高次小于除数的最高次。

分数化简后就为答案。(上方为商,下方为余数)。

算法核心部分上面已经讲了,接下来讲一下数据结构的设置。

因为每一项都是指数、系数这两个变量,所以我们可以用STL中的map来存储这一个<指数,系数>键值对。

因此我在此设了三个map数组

map<int,double> a;    //多项式A(最后的余数)
map<int,double> b; //除数
map<int,double> c; //商

多项式A的初始化

 cin>>lena;    //A多项式的项数
for(int i=;i<lena;i++){
int e;
double c;
cin>e;
cin>>c;
maxe_a = max(maxe_a,e);//找到A的最高次指数
a[e] = a[e] + c; //相同系数即刻合并
}

多项式B同理,但要注意多求一个最小项次数。

接下来,最重要的来了,那就是除法运算的过程。首先我们先知道要进行几次除法的运算。由上面的示例步骤我们可以知道,运算次数为:( A的最高次幂 - B的最高次幂 )+ 1 次,也可理解为( i = max (eA); i >= max(eB); i --)这样的过程。

商的其中一项就是(当前A的最高次幂系数 / B的最高次幂系数)这是系数,指数为 (当前A的最高次幂 - B的最高次幂),为什么加一个当前呢?因为A每次最高项都会被(B的最高次项 * 相应商的一项)所消掉,直至A最终变为要求的余数项为止。

余数项,就是A每一项每次被 (B的每项 * 相应项的商)做差后系数没被削成0的项。

 for(int i = maxe_a;i>=maxe_b;i--){
if(b[maxe_b]!=){
div = 1.0*a[i]/b[maxe_b];
//printf("div=%.1lf\n",div);
sub = i - maxe_b;
c[sub] = div;
maxe_c = max(maxe_c,sub); //求商的最高次幂
//每次从剩余项的最高次开始,直到B的最低次,每项做差
for(int j=i;j>=mine_b;j--){
if(j-sub >= ){
a[j] = a[j] - b[j-sub]*c[sub];
}
}
}
}

之后c[ ] 就是商,a[ ] 就是余数项。

最后依据题意,为c[ ]数组 a[ ]数组做下四舍五入。接下来讲一下怎么做四舍五入。

因为题目要求保留一位有效数字,所以就先把这个数*10化为(int)+/-0.5,再除以10即可。今后碰见四舍五入问题一次类推!

for(int i=maxe_c;i>=;i--){
//四舍五入处理
c[i] = (double)((int)(c[i]* + (c[i]<?-0.5:0.5)))/;
if(c[i]){
cnt++;
}
}

最后奉上此题解的原码:

 #include<cstdio>
#include<iostream>
#include<map>
#include<algorithm>
#include<cmath>
using namespace std; map<int,double> a;
map<int,double> b;
map<int,double> c;
int lena,lenb; int main(){
int maxe_a = ,mine_b=,maxe_b=,maxe_c=;
double div;
int sub;
cin>>lena;
for(int i=;i<lena;i++){
int e;
double c;
cin>>e;
cin>>c;
maxe_a = max(maxe_a,e); //找到A的最高次指数
a[e] = a[e] + c; //相同系数即刻合并
}
cin>>lenb;
for(int i=;i<lenb;i++){
int e;
double c;
cin>>e;
cin>>c;
mine_b = min(mine_b,e); //找到B的最低次指数
maxe_b = max(maxe_b,e); //找到B的最高次指数
b[e] = b[e] + c; //相同系数即刻合并
}
for(int i = maxe_a;i>=maxe_b;i--){
if(b[maxe_b]!=){
div = 1.0*a[i]/b[maxe_b];
//printf("div=%.1lf\n",div);
sub = i - maxe_b;
c[sub] = div;
maxe_c = max(maxe_c,sub); //求商的最高次幂
for(int j=i;j>=mine_b;j--){ //每次从剩余项的最高次开始,直到B的最低次,每项做差
if(j-sub >= ){
a[j] = a[j] - b[j-sub]*c[sub];
}
}
}
}
int cnt=;
for(int i=maxe_c;i>=;i--){
c[i] = (double)((int)(c[i]* + (c[i]<?-0.5:0.5)))/;//四舍五入处理
if(c[i]){
cnt++;
}
}
if(cnt ==){
printf("0 0 0.0\n");
}else{
printf("%d",cnt);
for(int i=maxe_c;i>=;i--){
if(c[i]){
printf(" %d %.1lf",i,c[i]);
}
}
printf("\n");
}
cnt =;
for(int i = maxe_a;i>=;i--){
a[i] = (double)((int)(a[i]* + (a[i]<?-0.5:0.5)))/;//四舍五入处理
if(a[i]){
cnt++;
}
}
if(cnt ==){
printf("0 0 0.0");
}else{
printf("%d",cnt);
for(int i=maxe_a;i>=;i--){
if(a[i]){
printf(" %d %.1lf",i,a[i]);
}
}
}
return ;
}

最后总结一下,像这题可以作为多项式相除的模板题目。以后还可用于多项式的因式分解,求方程根等问题。

参考:cccc L2-018. 多项式A除以B



 

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