Дана последовательность N целых неповторяющихся положительных чисел. Рассматриваются все пары элементов последовательности, разность которых делится на m = 60. Среди всех таких пар нужно найти и вывести пару с максимальной суммой элементов. Если одинаковую максимальную сумму имеют несколько пар, можно вывести любую из них. Если подходящих пар в последовательности нет, нужно вывести два нуля.
Описание входных и выходных данных.
В первой строке входных данных задаётся количество чисел N (2 ≤ N ≤ 10 000). В каждой из последующих N строк записано одно натуральное число, не превышающее 10 000. Гарантируется, что никакое число не встречается в последовательности более одного раза.
Пример входных данных:
8
75
123
5
40
15
3
65
80
Пример выходных данных для приведённого выше примера входных данных:
3 123
Пояснение. Из данных восьми чисел можно составить три пары, удовлетворяющие условию: (15, 75), (3, 123), (5, 65). Наибольшая сумма получается в паре (3, 123).
Требуется написать эффективную по времени и по памяти программу для решения описанной задачи. Программа считается эффективной по времени, если при увеличении количества исходных чисел N в k раз время работы программы увеличивается не более чем в k раз. Программа считается эффективной по памяти, если память, необходимая для хранения всех переменных программы, не превышает 1 Кбайт и не увеличивается с ростом N.
Максимальная оценка за правильную (не содержащую синтаксических ошибок и дающую правильный ответ при любых допустимых входных данных) программу, эффективную по времени и по памяти, — 4 балла. Максимальная оценка за правильную программу, эффективную только по времени — 3 балла. Максимальная оценка за правильную программу, не удовлетворяющую требованиям эффективности, — 2 балла. Вы можете сдать одну программу или две программы решения задачи (например, одна из программ может быть менее эффективна). Если Вы сдадите две программы, то каждая из них будет оцениваться независимо от другой, итоговой станет бо́льшая из двух оценок.
Перед текстом программы обязательно кратко опишите алгоритм решения. Укажите используемый язык программирования и его версию.
Сумма двух чисел кратна m, остатки от деления этих чисел на m равны. При этом для получения максимальной суммы нужно взять два наибольших числа с одинаковым остатком.
Будем хранить в одном массиве из m элементов максимальные числа, имеющие соответствующий остаток от деления на m, а в другом — вторые по величине, и из всех таких пар выберем пару с наибольшей суммой
При этом нужно убедиться, что второй максимум существует, — иначе в последовательности нет двух чисел с таким остатком.
Ниже приведена программа на алгоритмическом языке, реализующая этот алгоритм
Пример 1. Программа на языке Паскаль. Программа эффективна по времени и памяти.
const m = 60;
var
m1: array[0..m-1] of integer;
m2: array[0..m-1] of integer;
i, N: integer;
x: integer; | очередное число из последовательности
p: integer; | остаток
pm: integer; | остаток, дающий лучшую сумму
sm: integer; | лучшая сумма
begin
for i := 0 to m-1 do begin
mn[i] := 0;
mx[i] := 0;
end;
pm := 0;
sm := 0;
readln(N);
for i := 0 to N-1 do begin
readln(x);
p:= x mod m;
if (x > m1[p]) then begin
m2[p] := m1[p];
m1[p] := x;
end
else if (x > m2[p]) then
m2[p] := x;
if (m1[p]+m2[p] > sm) and (m2[p] > 0) then begin
pm := p;
sm := m1[p] + m2[p];
end;
end;
if sm = 0 then writeln('0 0')
else writeln(m1[pm], ' ', m2[pm]);
end.
В приведённом решении лучшая пара находится «на лету»: после обработки каждого числа из последовательности проверяется, не увеличилась ли возможная сумма.
Эту проверку можно провести после завершения ввода, вычислив суммы для всех остатков и сравнив их. Такая программа тоже эффективна по времени и по памяти, а при больших N она работает даже быстрее предыдущей, т. к. выполняет меньше вычислений и сравнений.
Ниже приведена реализующая этот алгоритм программа на языке Python
Пример 2. Правильная, но неэффективная программа на языке Python.
m = 60
m1 = [0] * m
m2 = [0] * m
N = int(input())
for i in range(N):
x = int(input())
p = x % m
if x > m1[p]:
m2[p] = m1[p]
m1[p] = x
elif x > m2[p]:
m2[p] = x
p = 0; s = 0
for i in range(m):
if m2[i] > 0 and m1[i]+m2[i]> s:
p = i
s = m1[i]+m2[i]
if s == 0:
print(0,0)
else:
print(m1[p], m2[p])
Возможно также «лобовое» решение: запишем все исходные числа в массив, переберём все возможные пары и выберем подходящую. Такое решение не является эффективным ни по памяти (требуемая память зависит от размера исходных данных), ни по времени (количество возможных пар, а значит, количество действий и время счёта с ростом количества исходных элементов растёт квадратично). Подобная программа оценивается не выше 2 баллов.
Ниже приведена реализующая описанный выше алгоритм программа на языке Паскаль (использована версия PascalABC)
Пример 3. Правильная, но неэффективная программа на языке Паскаль.
const m=60;
var
N: integer; {количество чисел}
a: array [1..10000] of integer; {исходные данные}
x1, x2: integer; {ответ – пара чисел}
i,j: integer;
begin
readln(N);
for i:=1 to N do readln(a[i]);
x1:=0; x2:=0;
for i := 1 to N do begin
for j := i+1 to N do begin
if ((a[i] - a[j]) mod m = 0) and (a[i]+a[j]) > x1+x2) then begin
x1:=a[i]; x2:=a[j]
end
end
end;
writeln(x1, ' ', x2)
end.

