【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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