Дана последовательность N целых положительных чисел. Необходимо определить количество пар элементов этой последовательности, разность которых делится на m = 60 и при этом хотя бы один элемент из пары больше b = 80.
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.
Пример входных данных:
5
40
100
10
70
100
Пример выходных данных для приведённого выше примера входных данных:
3
Пояснение. Из данных шести чисел можно составить три пары, удовлетворяющие условию: (40, 100), (40, 100), (100, 100). У пары (10, 70) разность делится на 60, но оба элемента в этой паре не превышают 80.
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.
Разность двух элементов кратна m, если их остатки от деления на m равны.
Создадим два массива по m элементов в каждом и будем хранить в них количество элементов последовательности, имеющих соответствующий остаток от деления на m; в массиве a0 будем подсчитывать элементы, не превышающие b, в массиве a1 — превышающие.
После завершения ввода количество подходящих пар с заданным остатком p можно подсчитать по формуле:
a1[p]*(a1[p]−1)/2 + a1[p]*a0[p].
Пример 1. Программа на языке Паскаль. Программа эффективна по времени и памяти.
const m = 60;
const b = 80;
var
a0: array[0..m-1] of integer;
a1: array[0..m-1] of integer;
i, N: integer;
x: integer; | очередное число из последовательности
p: integer; | остаток
s: integer; | количество пар
begin
for i := 0 to m-1 do begin
a0[i] := 0;
a1[i] := 0;
end;
readln(N);
for i := 0 to m-1 do begin
readln(x);
p:= x mod m;
if x <= b then a0[p] := a0[p]+1
else a1[p] := a1[p]+1;
end;
s := 0;
for p := 1 to m-1 do
s := s + a0[p]*a1[p] + ((a1[p]*(a1[p]-1)) div 2);
writeln(s);
end.
Возможно также «лобовое» решение: запишем все исходные числа в массив, переберём все возможные пары и подсчитаем подходящие. 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 2. Правильная, но неэффективная программа на языке Паскаль.
const m = 60;b = 80;
var
N: integer; {количество чисел}
a: array [1..10000] of integer; {исходные данные}
s: integer; {ответ – количество пар}
i,j: integer;
begin
readln(N);
for i:=1 to N do readln(a[i]);
s:=0;
for i := 1 to N-1 do begin
for j := i+1 to N do begin
if (a[i] mod m = a[j] mod m) and ((a[i] > b) or (a[j]) > b))
then s := s + 1
end
end;
writeln(s)
end.

