利用Java快速查找21位花朵数示例代码

利用Java快速查找21位花朵数示例代码

前言

本文主要给大家介绍了关于利用java快速查找21位花朵数的相关内容，分享出来供大家参考学习，下面话不多说了，来一起看看详细的介绍吧。

以前备赛的时候遇到的算法题，求所有21位花朵数，分享一下，供大家参考，效率已经很高了。

示例代码

package com.jianggujin;

import java.math.BigInteger;

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

/**

* 水仙花数

*

* @author jianggujin

*

*/

public class NarcissusNumber

{

/**

* 记录10的0~N次方

*/

private BigInteger[] powerOf10;

/**

* 记录0到9中任意数字i的N次方乘以i出现的次数j的结果（i^N*j）

*/

private BigInteger[][] preTable1;

/**

* 记录离PreTable中对应数最近的10的k次方

*/

private int[][] preTable2;

/**

* 记录0到9中每个数出现的次数

*/

private int[] selected = new int[10];

/**

* 记录水仙花数的位数

*/

private int length;

/**

* 记录水仙花数

*/

private List results;

/**

* 记录当前的进制

*/

private int numberSystem = 10;

/**

* @param n

* 水仙花数的位数

*/

private NarcissusNumber(int n)

{

powerOf10 = new BigInteger[n + 1];

powerOf10[0] = BigInteger.ONE;

length = n;

results = new ArrayList();

// 初始化powerPowerOf10

for (int i = 1; i <= n; i++)

{

powerOf10[i] = powerOf10[i - 1].multiply(BigInteger.TEN);

}

preTable1 = new BigInteger[numberSystem][n + 1];

preTable2 = new int[numberSystem][n + 1];

// preTable[i][j] 0-i的N次方出现0-j次的值

for (int i = 0; i < numberSystem; i++)

{

for (int j = 0; j <= n; j++)

{

preTable1[i][j] = new BigInteger(new Integer(i).toString()).pow(n)

.multiply(new BigInteger(new Integer(j).toString()));

for (int k = n; k >= 0; k--)

{

if (powerOf10[k].compareTo(preTable1[i][j]) < 0)

{

preTable2[i][j] = k;

break;

}

}

}

}

}

public static List search(int num)

{

NarcissusNumber narcissusNumber = new NarcissusNumber(num);

narcissusNumber.search(narcissusNumber.numberSystem - 1, BigInteger.ZERO, narcissusNumber.length);

return narcissusNumber.getResults();

}

/**

* @param currentIndex

* 记录当前正在选择的数字(0~9)

* @param sum

* 记录当前值（如选了3个9、2个8 就是9^N*3+8^N*2）

* @param remainCount

* 记录还可选择多少数

*/

private void search(int currentIndex, BigInteger sum, int remainCount)

{

if (sum.compareTo(powerOf10[length]) >= 0)

{

return;

}

if (remainCount == 0)

{

// 没数可选时

if (sum.compareTo(powerOf10[length - 1]) > 0 && check(sum))

{

results.add(sum);

}

return;

}

if (!preCheck(currentIndex, sum, remainCount))

{

return;

}

if (sum.add(preTable1[currentIndex][remainCount]).compareTo(powerOf10[length - 1]) < 0)// 见结束条件2

{

return;

}

if (currentIndex == 0)

{

// 选到0这个数时的处理

selected[0] = remainCount;

search(-1, sum, 0);

}

else

{

for (int i = 0; i <= remainCount; i++)

{

// 穷举所选数可能出现的情况

selected[currentIndex] = i;

search(currentIndex - 1, sum.add(preTable1[currentIndex][i]), remainCount - i);

}

}

// 到这里说明所选数currentIndex的所有情况都遍历了

selected[currentIndex] = 0;

}

/**

* @param currentIndex

* 记录当前正在选择的数字(0~9)

* @param sum

* 记录当前值（如选了3个9、2个8 就是9^N*3+8^N*2）

* @param remainCount

* 记录还可选择多少数

* @return 如果当前值符合条件返回true

*/

private boolean preCheck(int currentIndex, BigInteger sum, int remainCount)

{

if (sum.compareTo(preTable1[currentIndex][remainCount]) < 0)// 判断当前值是否小于PreTable中对应元素的值

{

return truehttp://;// 说明还有很多数没选

}

BigInteger max = sum.add(preTable1[currentIndex][remainCount]);// 当前情况的最大值

max = max.divide(powerOf10[preTable2[currentIndex][remainCount]]);// 取前面一部分比较

sum = sum.divide(powerOf10[preTable2[currentIndex][remainCount]]);

while (!max.equals(sum))

{

// 检验sum和max首部是否有相同的部分

max = max.divide(BigInteger.TEN);

sum = sum.divide(BigInteger.TEN);

}

if (max.equals(BigInteger.ZERO))// 无相同部分

{

return true;

}

int[] counter = getCounter(max);

for (int i = 9; i > chHDaOEPANcurrentIndex; i--)

{

if (counter[i] > selected[i])// 见结束条件3

{

return false;

}

}

for (int i = 0; i <= currentIndex; i++)

{

remainCount -= counter[i];

}

return remainCount >= 0;// 见结束条件4

}

/**

* 检查sum是否是花朵数

*

* @param sum

* 记录当前值（如选了3个9、2个8 就是9^N*3+8^N*2）

* @return 如果sum存在于所选集合中返回true

*/

private boolean check(BigInteger sum)

{

int[] counter = getCounter(sum);

for (int i = 0; i < numberSystem; i++)

{

if (selected[i] != counter[i])

{

return false;

}

}

return true;

}

/**

* @param value

* 需要检验的数

* @return 返回value中0到9出现的次数的集合

*/

private int[] getCounter(BigInteger value)

{

int[] counter = new int[numberSystem];

char[] sumChar = value.toString().toCharArray();

for (int i = 0; i < sumChar.length; i++)

{

counter[sumChar[i] - '0']++;

}

return counter;

}

/**

* 获得结果

*

* @return

*/

public List getResults()

{

return results;

}

public static void main(String[] args)

{

int num = 21;

System.err.println("正在求解" + num + "位花朵数");

long time = System.nanoTime();

List results = NarcissusNumber.search(num);

time = System.nanoTime() - time;

System.err.println("求解时间:\t" + time / 1000000000.0 + "s");

System.err.println("求解结果:\t" + results);

}

}

运行查看结果：

正在求解21位花朵数

求解时间: 0.327537257s

求解结果: [128468643043731391252, 449177399146038697307]

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对我们的支持。

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