一个N位的十进制正整数,如果它的每个位上的数字的N次方的和等于这个数本身,则称其为花朵数。
例如:
当N=3时,153就满足条件,因为 1^3 + 5^3 + 3^3 = 153,这样的数字也被称为水仙花数(其中,“”表示乘方,53表示5的3次方,也就是立方)。
当N=4时,1634满足条件,因为 1^4 + 6^4 + 3^4 + 4^4 = 1634。
当N=5时,92727满足条件。
实际上,对N的每个取值,可能有多个数字满足条件。
程序的任务是:求N=21时,所有满足条件的花朵数。注意:这个整数有21位,它的各个位数字的21次方之和正好等于这个数本身。
如果满足条件的数字不只有一个,请从小到大输出所有符合条件的数字,每个数字占一行。因为这个数字很大,请注意解法时间上的可行性。要求在1分钟之内运算完毕。
本人解法:
package homework;
import java.math.BigInteger;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
long start = System.currentTimeMillis();
int[] a = new int[10];
BigInteger[] b = new BigInteger[10];
// 计算0~910个数的21次方并且存储在数组b中
b[0] = BigInteger.ZERO;
b[1] = BigInteger.ONE;
for (int i = 2; i <= 9; i++) {
b[i] = BigInteger.valueOf(i).pow(21);
}
// 调用函数
ss(b, a, 0, 21);
long end = System.currentTimeMillis();
double sec = (end - start) / 1000.0;
System.out.println(sec + "秒");
}
// index现在进行到数组的第几个元素
// left这个元素出现的次数最多有多少次
// a数组的下标表示0~9这10个数字,a数组元素的值表示下标数字出现的次数
private static void ss(BigInteger[] b, int[] a, int index, int left) {
if (index == 9) {
// 一次深度优先走完
// 刚好21次也分配完了
a[9] = left;
if (a[9] < 10) {
// 9的21次方出现的次数不能超过10次,因为9的21次方是21位数
BigInteger ret = BigInteger.ZERO;
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
// 一旦结果超过21位,立即跳出循环
if (ret.toString().length() > 21) {
ret = null;
break;
}
// 把每个数字出现的次数乘以它的21次方,然后累加起来
if (a[i] != 0) {
ret = ret.add(b[i].multiply(BigInteger.valueOf(a[i])));
}
}
if (ret != null && ret.toString().length() == 21) {
// 进一步验证每个数字出现的次数是否和a数组一致
String x = ret.toString();
// System.out.println(x);
int[] c = new int[10];
for (int i = 0; i < x.length(); i++) {
c[x.charAt(i) - '0']++;
}
// 对比两个数组,一致说明找到答案
boolean isRight = true;
for (int i = 0; i < c.length; i++) {
if (a[i] != c[i]) {
isRight = false;
break;
}
}
if (isRight) {
System.out.println(x);
}
}
}
return;
}
// 为第index个a数组元素分配次数
for (int i = 0; i <= left; i++) {
a[index] = i;
ss(b, a, index + 1, left - i);
}
}
}