PAT 乙级 1019 数字黑洞

本文介绍了一种数学现象,即通过特定操作使四位数最终趋向于6174,这一过程被称为数字黑洞现象。文章详细解释了如何从任意四位数开始,通过不断排序并相减的过程,最终达到6174这一固定数值,揭示了数学中的奇妙规律。

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题目描述

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 (0,104 ) 区间内的正整数 N。

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。

输出格式

对给定的N个正整数,按题目要求就算A1 ~ A5并在一行中顺序输出,数字间以空格分隔,但行末不得有多余空格。若其中国某一类数字不存在,则在相应位置输出N

样例

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

代码

#include <stdio.h>
#include <algorithm>
#include <math.h>

using namespace std;

bool comp1(int a, int b){
	return a<b;
}

int main(){
	int num;
	int a[4];
	int a1,a2,i;
	scanf("%d",&num);
	while(1){
		for(i =3;i>=0;i--){
			a[i] = num % 10;
			num = num / 10;
		}
	
		sort(a,a+4,comp1);
		a1= a[3]*1000 + a[2]*100 +a[1]* 10 + a[0];
		a2= a[0]*1000 + a[1]*100 +a[2]* 10 + a[3];
		printf("%04d - %04d = %04d\n",a1,a2,a1-a2);
		if(a1-a2 == 6174 || a1== a2){
			break;
		}else{
			num = a1-a2;
		}

	}

	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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