PTA黑洞数

黑洞数,或称陷阱数,是通过特定的重排求差操作最终会达到固定值495的数。对于任何各位数字不全相同的三位数,经过有限次这种操作,都会到达495。例如,对数207,经过操作后会停留在495。程序需要接收一个三位数,输出其重排求差的过程,直至结果为495。

7-28 黑洞数 (20分)

黑洞数也称为陷阱数,又称“Kaprekar问题”,是一类具有奇特转换特性的数。

任何一个各位数字不全相同的三位数,经有限次“重排求差”操作,总会得到495。最后所得的495即为三位黑洞数。所谓“重排求差”操作即组成该数的数字重排后的最大数减去重排后的最小数。(6174为四位黑洞数。)

例如,对三位数207:

1次重排求差得:720 - 27693;
第2次重排求差得:963 - 369594;
第3次重排求差得:954 - 459495

以后会停留在495这一黑洞数。如果三位数的3个数字全相同,一次转换后即为0。

任意输入一个三位数,编程给出重排求差的过程。

输入格式:

输入在一行中给出一个三位数。

输出格式:

按照以下格式输出重排求差的过程:

序号: 数字重排后的最大数 - 重排后的最小数 = 差值
序号从1开始,直到495出现在等号右边为止。

输入样例:

123

输出样例:

1: 321 - 123 = 198
2: 981 - 189 = 792
3: 972 - 279 = 693
4: 963 - 
### 黑洞的概念与实现 黑洞是指在特定的操作规则下,任何满足条件的字经过有限次操作后都会收敛到的一个固定值。例如,三位黑洞为495[^1],四位黑洞为6174[^2]。对于一个给定的整,可以通过编程实现判断其是否为黑洞的功能。 以下是一个完整的Python函实现,用于判断一个整是否为黑洞,并计算最大排列与最小排列之差等于该本身: ```python def is_black_hole_number(n, digits=3): """ 判断一个整是否为黑洞。 参: n (int): 待验证的整。 digits (int): 字位,默认为3(适用于三位黑洞)。 返回: bool: 如果是黑洞返回True,否则返回False。 """ if not (10**(digits-1) <= n < 10**digits): return False # 确保输入字符合指定位 def max_min_diff(num): str_num = ''.join(sorted(str(num))) # 最小排列 min_num = int(str_num) max_num = int(str_num[::-1]) # 最大排列 return max_num - min_num original = n while True: diff = max_min_diff(n) if diff == n: return True # 找到黑洞 if diff == 0 or len(str(diff)) != digits: return False # 不符合条件 n = diff # 测试示例 print(is_black_hole_number(495)) # 输出: True print(is_black_hole_number(6174, digits=4)) # 输出: True print(is_black_hole_number(207)) # 输出: False ``` ### 函说明 1. **参`n`**:待验证的整。 2. **参`digits`**:指定字的位,默认为3,适用于三位黑洞。如果需要验证四位黑洞(如6174),可以将`digits`设置为4。 3. **内部函`max_min_diff`**:计算当前字的最大排列与最小排列之差。 4. **循环逻辑**:通过不断计算差值,直到差值等于原或不符合条件为止。 ### 注意事项 - 输入的字必须符合指定的位范围(如三位应在100到999之间)。 - 如果输入的字不满足条件(如所有位相同),则不会进入黑洞的循环[^3]。
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