1019 数字黑洞 (20 分)

这是一篇关于利用C++编程解决数字黑洞(Kaprekar常数6174)问题的博客。作者分享了如何通过排序和数字转换函数简化代码,实现了从任意4位正整数出发到达6174的过程。文章提到了stoi()和to_string()函数在处理数字字符串转换中的应用,以及do-while循环的使用技巧。尽管初稿较为复杂,但在学习了巧妙方法后成功AC。

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。

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

结尾无空行

输出样例 1:

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

结尾无空行

输入样例 2:

2222

结尾无空行

输出样例 2:

2222 - 2222 = 0000

结尾无空行

解题思路:这道题完全是学习了柳神的做法,自己一开始的尝试AC发现过不去,大概写了70多行代码,过不去,而且逻辑很难,在看到柳神的做法后,选择学习一下这种巧妙的做法,咋爱这道题中,我学到了stoi()函数和to_string()函数以及string的insert的用法,stoi()函数,设计及其的巧妙,它可以将字符串中的数字字符串转换为整数,当然还存在溢出这种情况,这就另外说了,to_string()函数可以将数字压入字符串中,将数字转换为字符串这是一个很巧妙的点,insert函数可以自己选定在字符串中添加元素的位置和添加的个数,另外这道题的麻烦点还在于6174这个点,哪怕输入的是6174也必须先按照规则进行处理,这就使得一开始循环就得变成do—while()这种形式了,总体来说这道题我感觉有点困难,在柳神的引导下才勉强AC,还得继续加油!

#include<iostream>
#include<string>
#include<algorithm>
using namespace std;
bool cmp(char a, char b)
{
	return a > b;
}
int main(void)
{
	string s;
	cin >> s;
	s.insert(0, 4 - s.length(), '0');
	do
	{
		string a = s, b = s;
		sort(a.begin(), a.end());
		sort(b.begin(), b.end(), cmp);
		int minu = stoi(b) - stoi(a);
		s = to_string(minu);
		s.insert(0, 4 - s.length(), '0');
		cout << b << " - " << a << " = " << s << endl;
	} while (s != "6174"&&s != "0000");
	return 0;
}

### Python 实现数字黑洞算法 1019 数字黑洞是指通过特定操作使任何满足条件的初始数值最终收敛到某个固定值的现象。对于 PAT1019 的题目,目标是从任意一个四正整数出发,经过一系列计算过程达到固定的数字 `6174` 或其他特殊情况下的结果。 以下是基于引用内容和专业知识编写的解决方案: #### 解决方案描述 为了实现该功能,需完成以下逻辑: - 将输入的四数补全至四(如果不足),并验证其合法性。 - 对于合法输入,重复执行以下步骤直到得到 `6174` 或特殊终止情况: - 排序当前数字的所有以形成最大可能值和最小可能值。 - 计算两者的差值,并更新为新的数字继续迭代。 - 输出每次运算的结果以及最终状态。 下面是完整的代码实现: ```python def number_black_hole(): n = input("输入一个四正整数:").strip() # 补足四数 n = n.rjust(4, '0') # 判断是否所有都相同 if all(digit == n[0] for digit in n): print(f"{n} - {n} = 0000") # 特殊情况下直接输出零 return while True: digits = list(n) max_num = ''.join(sorted(digits, reverse=True)) min_num = ''.join(sorted(digits)) diff = int(max_num) - int(min_num) result = str(diff).zfill(4) # 确保结果始终为四 print(f"{max_num} - {min_num} = {result}") if result == "6174": # 达到数字黑洞停止循环 break n = result number_black_hole() ``` #### 关键点解析 上述代码实现了从用户输入开始直至进入数字黑洞过程。具体说明如下: - **输入处理**:利用字符串方法 `.rjust()` 和列表推导式来确保输入数据符合要求[^1]。 - **边界判断**:当四个数字完全相同时,按照定义直接得出 `0000` 结果[^2]。 - **核心逻辑**:别构建由原数各置重新排列而成的最大与最小子序列并通过减法获得新值;此步骤不断重复直至检测到已知终点即 `6174`[^3]。 #### 示例运行效果 假设输入为 `3524`,则程序依次打印如下信息: ``` 输入一个四正整数:3524 5432 - 2345 = 3087 8730 - 0378 = 8352 8532 - 2358 = 6174 ``` ---
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