approach 发表于 2013-1-26 14:03:23

【水仙花数】Python求解水仙花数

一个N位的十进制正整数,如果它的每个位上的数字的N次方的和等于这个数本身,则称其为花朵数。
例如:
  当N=3时,153就满足条件,因为 1^3 + 5^3 + 3^3 = 153,这样的数字也被称为水仙花数(其中,“^”表示乘方,5^3表示5的3次方,也就是立方)。
  当N=4时,1634满足条件,因为 1^4 + 6^4 + 3^4 + 4^4 = 1634。
  当N=5时,92727满足条件。
实际上,对N的每个取值,可能有多个数字满足条件。
 
程序的任务是:求N=21时,所有满足条件的花朵数。注意:这个整数有21位,它的各个位数字的21次方之和正好等于这个数本身。
如果满足条件的数字不只有一个,请从小到大输出所有符合条件的数字,每个数字占一行。因为这个数字很大,请注意解法时间上的可行性。要求程序在3分钟内运行完毕。
 
 
在chinaunix上看到的,周末自己实现了一个非递归的算法,采用Python语言实现。计算时间为:
  real1m32.599s
  user1m32.290s
  sys0m0.060s
看来Python还能在时间要求内解决问题,^_^
 
搜索方式类似于非递归全排列算法,这个也是枚举了所有可能出现的数字组合,并一一比较判断。(不知道有是否什么数学规律可以再简化)
 
代码如下:
 

#!/usr/bin/pythondef get_flower(n, ofile):D_pow=V_min=1*pow(10,n-1)V_max=sum((9*pow(10,x) for x in range(0,n)))T_count=0print D_pow, V_max, V_minnums=+*(n-1)print 'Start:', nums    idx=n-1tmp_l=*10while True:    nums+=1    if nums<10:      j=idx+1      while j<n:      nums=nums # reset         j+=1      v=sum((D_pow for x in nums))      if v<=V_max and v>=V_min:      T_count+=1      #test if is flower      #print 'do test:', ''.join(map(str,nums))      k=0      while k<10:          tmp_l=0          k+=1      N=0      for k in nums:          tmp_l+=1          N+=1      while N>0:          p=v%10          if tmp_l>0:            tmp_l-=1            N-=1          else:            break          v/=10      if N==0:          print >>ofile, 'hit', sum((D_pow for x in nums))      idx=n-1    elif idx==0:      print 'done'      break    else:      idx-=1print 't_count', T_countif __name__ == '__main__':with file('./f.txt', 'wb') as o:    get_flower(21, o)    #get_flower(3, o)  
 
结果为:
hit 449177399146038697307
hit 128468643043731391252
 
如果用c来实现的话,会需要处理递归问题,毕竟long long是64bit,最大能表示的正整数是18446744073709551615(十进制长度为20)。可能需要一个大整数运算库,或者使用gcc4.6新提供的__int128。改天有空的时候,再用c来尝试下。
 
 
 
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