天梯赛 整除光棍 (math)

本文探讨了一种算法,该算法能找出使任意一个不以5结尾的奇数整除由1组成的数字(即“光棍”)的最小解。通过逐步增加光棍的位数并计算余数来寻找最小的s和n,使得x乘以s等于由n个1组成的光棍。

天梯赛L1-046 整除光棍

   这里所谓的“光棍”,并不是指单身汪啦~ 说的是全部由1组成的数字,比如1、11、111、1111等。传说任何一个光棍都能被一个不以5结尾的奇数整除。比如,111111就可以被13整除。 现在,你的程序要读入一个整数x,这个整数一定是奇数并且不以5结尾。然后,经过计算,输出两个数字:第一个数字s,表示x乘以s是一个光棍,第二个数字n是这个光棍的位数。这样的解当然不是唯一的,题目要求你输出最小的解。

提示:一个显然的办法是逐渐增加光棍的位数,直到可以整除x为止。但难点在于,s可能是个非常大的数 —— 比如,程序输入31,那么就输出3584229390681和15,因为31乘以3584229390681的结果是111111111111111,一共15个1。
输入格式:

输入在一行中给出一个不以5结尾的正奇数x(<)。
输出格式:

在一行中输出相应的最小的s和n,其间以1个空格分隔。
输入样例:

31

输出样例:

3584229390681 15

思路

这题的卡点就是答案1111…贼大,但本题问的只是一个数能否整除x,关于整除其实只要x除11111…的余数为0即可。关于余数就好简化了,对于11111我们可以看成10000 100 10 1对x的余数相加,每次记录余数的总和,往后递推时每次给余数加上当前(10*当前余数)%x,这样保证了余数的总和不会大于x,细节见代码。

Code

#include<iostream>
using namespace std;
const int Max = 1e6 + 5;
int lst[Max];

int main()
{
	int x;cin >> x;
	int n = 1;
	int past=1, sum = 1;
	while (sum%x!=0)
	{
		n++;
		past = past * 10 % x;
		sum = (sum+past)%x;
	}
	for (int i = 1;i <= n;i++)cout << 1;cout << " " << n;
}
### 关于“整除光棍”的题目解析 #### 题目描述 本题的核心在于找到一个最小的正整数 \( s \),使得当输入的一个奇数且不以5结尾的整数 \( x \) 乘以 \( s \) 后,得到的结果是由全1组成的数字(称为“光棍”)。同时需要返回该“光棍”的位数 \( n \)[^3]。 --- #### 思路分析 由于目标是求得满足条件的最小解,因此可以通过枚举的方式逐步尝试可能的“光棍”。具体实现方法如下: 1. **构建“光棍”序列** “光棍”是指由连续多个1构成的数字,例如:1、11、111、1111 等。这些数字可以用字符串拼接或者数学方式生成。对于第 \( k \) 个“光棍”,其数值可表示为: \[ stick(k) = \frac{10^k - 1}{9} \] 这里利用了等比数列求和公式来快速生成任意长度的“光棍”。 2. **判断是否能被 \( x \) 整除** 对每一个生成的“光棍”进行模运算,验证它能否被 \( x \) 整除。一旦找到符合条件的第一个“光棍”,即可停止循环并记录对应的 \( s \) 和 \( n \) 值。 3. **优化处理大数运算** 如果采用C语言实现,则需注意超大整数可能导致溢出问题。此时可通过模拟除法或取余操作逐位计算,避免直接存储完整的“光棍”值[^1]。 --- #### 实现代码示例 以下是基于上述思路的一种Python实现方案: ```python def find_stick(x): remainder = 0 for length in range(1, 1000): # 枚举“光棍”的长度 remainder = (remainder * 10 + 1) % x # 更新当前“光棍”对x的余数 if remainder == 0: # 找到能够整除的情况 return pow(10, length) // 9, length # 返回对应s和n return None, None # 测试样例 if __name__ == "__main__": x = int(input("请输入一个奇数且不以5结尾的整数x: ")) s, n = find_stick(x) print(f"s={s}, n={n}") ``` 此代码通过不断累加余数的方式来规避显式的高精度计算需求,从而提高效率。 --- #### 参考资料扩展阅读 除了单道试题外,还可以查阅整个天梯赛系列题目的汇总文档,其中包含了更全面的内容讲解以及多种编程语言版本解答实例[^2][^4]。 ---
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