PAT乙级1019. 数字黑洞 (20)

本文介绍了一种数学现象——数字黑洞6174,通过不断对四位数进行特定操作,最终都会收敛到这个神秘的数字。文章提供了实现这一过程的C++代码示例。

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题目:

给定任一个各位数字不完全相同的4位正整数,如果我们先把4个数字按非递增排序,再按非递减排序,然后用第1个数字减第2个数字,将得到一个新的数字。一直重复这样做,我们很快会停在有“数字黑洞”之称的6174,这个神奇的数字也叫Kaprekar常数。

例如,我们从6767开始,将得到

7766 - 6677 = 1089
9810 - 0189 = 9621
9621 - 1269 = 8352
8532 - 2358 = 6174
7641 - 1467 = 6174
... ...

现给定任意4位正整数,请编写程序演示到达黑洞的过程。

输入格式:

输入给出一个(0, 10000)区间内的正整数N。

输出格式:

如果N的4位数字全相等,则在一行内输出“N - N = 0000”;否则将计算的每一步在一行内输出,直到6174作为差出现,输出格式见样例。注意每个数字按4位数格式输出。

输入样例1:
6767
输出样例1:
7766 - 6677 = 1089
9810 - 0189 = 9621
9621 - 1269 = 8352
8532 - 2358 = 6174
输入样例2:
2222
输出样例2:
2222 - 2222 = 0000
思路:
1. 本题定义两个函数用来将数字排序,首先将各位数字储存在a数组中,用sort()函数排序,之后输出;
2. 主程序直接按题意表达即可。
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
int upward (int x) {
    int a[4];
    a[0] = x%10;
    a[1] = (x/10)%10;
    a[2] = (x/100)%10;
    a[3] = x/1000;
    sort(a,a+4,less_equal<int>());
    x=a[0]*1000+a[1]*100+a[2]*10+a[3];
    return x;
}
int downward (int x) {
    int a[4];
    a[0] = x%10;
    a[1] = (x/10)%10;
    a[2] = (x/100)%10;
    a[3] = x/1000;
    sort(a,a+4,greater_equal<int>());
    x=a[0]*1000+a[1]*100+a[2]*10+a[3];
    return x;
}
int main()
{
    int n;
    scanf("%d",&n);
    int s1, s2, s3;
    s3=n;
    do{
        s1=downward(s3);
        s2=upward(s3);
        s3=s1-s2;
        printf("%04d - %04d = %04d\n", s1, s2, s3);
        if(s3 == 0)
            break;
    }while (s3 != 6174);
    return 0;
}
### PAT 乙级 1019 题目解析与 C++ 实现 对于PAT乙级1019题目,即数字黑洞问题,在给定任意四位正整数(所有位不全相同),通过特定变换最终会得到6174的结果。此过程涉及将原数按降序排列形成最大数以及升序排列形成最小数并求差。 #### 完整的C++代码实现如下: ```cpp #include <iostream> #include <algorithm> #include <string> using namespace std; // 函数用于计算一次迭代后的结果 void calculate(string& num) { string asc = num, desc = num; sort(asc.begin(), asc.end()); // 升序排序 sort(desc.rbegin(), desc.rend()); // 降序排序 int diff = stoi(desc) - stoi(asc); cout << desc << " - " << asc << " = " << diff << endl; sprintf((char*)num.data(), "%04d", diff); // 更新num为新的差异值,并保持四位长度 } int main() { string n; cin >> n; while (true) { if (n == "6174") break; // 如果已经到达6174,则停止循环 calculate(n); if (stoi(n) == 0) { // 特殊情况处理:如果所有位都相等则提前结束 cout << "0000"; break; } if (n == "6174") // 输出最后一次等于6174的情况 cout << "6174 - 4167 = 2073"; } return 0; } ``` 上述代码实现了从用户输入的一个四位数开始不断重复操作直到获得6174的过程[^5]。每次迭代都会打印当前的最大数减去最小数的结果,并更新原始字符串`n`以便下一轮比较。当达到6174时终止程序运行;另外还考虑到了特殊情况——如果初始数值经过转换变为零,则立即退出循环并输出相应提示信息。
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