C語言求自守數(shù)
自守數(shù)是指一個數(shù)的平方的尾數(shù)等于該數(shù)自身的自然數(shù)。例如:
52 = 25 252 = 625 762 = 5776 93762 = 87909376
求100000以內(nèi)的自守數(shù)。
問題分析
根據(jù)自守數(shù)的定義,求解本題的關(guān)鍵是知道當(dāng)前所求自然數(shù)的位數(shù),以及該數(shù)平方的尾數(shù)與被乘數(shù)、乘數(shù)之間的關(guān)系。
算法設(shè)計
若采用“求出一個數(shù)的平方后再截取最后相應(yīng)位數(shù)”的方法顯然是不可取的,因為計算機無法表示過大的整數(shù)。
分析手工方式下整數(shù)平方(乘法)的計算過程,以376為例:
本問題所關(guān)心的是積的最后三位。分析產(chǎn)生積的后三位的過程可以看出,在每一次的部分積中,并不是它的每一位都會對積的后三位產(chǎn)生影響?偨Y(jié)規(guī)律可以得到:在三位數(shù)乘法中,對積的后三位產(chǎn)生影響的部分積分別為:
第一個部分積中:被乘數(shù)最后三位×乘數(shù)的倒數(shù)第一位。
第二個部分積中:被乘數(shù)最后二位×乘數(shù)的倒數(shù)第二位。
第三個部分積中:被乘數(shù)最后一位×乘數(shù)的倒數(shù)第三位。
將以上的部分積的后三位求和后,截取后三位就是三位數(shù)乘積的后三位,這樣的規(guī)律可以推廣到同樣問題的不同位數(shù)乘積中。
分離給定數(shù)中的最后幾位
從一個兩位數(shù)(存在變量n中)開始分析,分離最低位個位n%10;對于三位數(shù)n,分離最后兩位n%100;對于四位數(shù)n,分離最后三位n%1000;...,由此可見,若分離出最后x位,只需要用原數(shù)對 10x 求余。
從第3部分所舉例子可以看出,對于第二個部分積“2632”來說其實應(yīng)是“26320”, 因為對于乘數(shù)中的倒數(shù)第二位“7”來說,因其在十位,對應(yīng)的權(quán)值為10,第二個部分積實質(zhì)上為:376X70=26320。故求部分積的程序段為:
int main ()
{
//...
while(k>0)
{
mul=( mul + ( number%(k*10) )*( number%b - nxuober%(b/10) ) )%a;
/* (部分積+截取被乘數(shù)的后N位*截取乘數(shù)的第M位),%a再截取部分積*/
k /= 10; /*k為截取被乘數(shù)時的系數(shù)*/
b *= 10;
}
//...
return 0;
}
對于整個循環(huán)來說,變量k是由number的位數(shù)確定截取數(shù)字進(jìn)行乘法時的系數(shù)。第1次執(zhí)行循環(huán)體時,被乘數(shù)的所有位數(shù)都影響到平方的尾數(shù),因此第1個部分積=被乘數(shù)*乘數(shù)的最后一位,將部分積累加到變量mul上,再對a取余截取相應(yīng)的尾數(shù)位數(shù);第2次執(zhí)行循環(huán)體,影響平方尾數(shù)的是被乘數(shù)中除了最高位之外的數(shù)(所以k先除以10再參加運算),第2個部分積=被乘數(shù)*乘數(shù)的倒數(shù)第二位,( number%b - number%(b/l0) )用來求乘數(shù)中影響平方尾數(shù)的對應(yīng)位上的數(shù);第3次、第4次執(zhí)行循環(huán)體的過程同上。
程序流程圖:
下面是完整的代碼:
#include<stdio.h>
int main()
{
long mul, number, k, a, b;
printf("It exists following automorphic nmbers small than 100000:\n");
for( number=0; number<100000; number++ )
{
for( mul=number, k=1; (mul/=10)>0; k*=10 );
/*由number的位數(shù)確定截取數(shù)字進(jìn)行乘法時的系數(shù)k*/
a = k * 10; /*a為截取部分積時的系數(shù)*/
mul = 0; /*積的最后n位*/
b = 10; /*b為截取乘數(shù)相應(yīng)位時的系數(shù)*/
while(k>0)
{
mul=( mul + ( number%(k*10) )*( number%b - number%(b/10) ) )%a;
/*(部分積+截取被乘數(shù)的后N位*截取乘數(shù)的第M位),%a再截取部分積*/
k /= 10; /*k為截取被乘數(shù)時的系數(shù)*/
b *= 10;
}
if(number == mul) /*判定若為自守數(shù)則輸出*/
printf("%ld ", number);
}
printf("\n");
return 0;
}</stdio.h>
運行結(jié)果:
It exists following automorphic nmbers small than 100000:
0 1 5 6 25 76 376 625 9376 90625
作者:大學(xué)生新聞網(wǎng) 來源:大學(xué)生新聞網(wǎng)
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