Project Euler 254
@see http://projecteuler.net/index.php?section=problems&id=254
nの桁の順序を変えてもf(n)は変わらないのでnの桁を昇順にすれば同じ桁数では最小になる。
するとsg(i)の候補はn=1…12…2……9…9 という形になる。
ただしk(1,…,8)の桁数はk個以下。
それより大きい場合は次の数に吸収したほうが小さくなる。
この方法で、f(n)からnが一意に構成できる。
一方、sf(n)=150となると、f(n)は17桁以上になるので、f(n)のしらみつぶしでは不可。
各iについて、まず各桁の和がiとなる最小の数mを構成する。
sf(m)=iなので、m=f(n')となるn'が決まるが、
これより小さいnの9の個数は、n'の桁数より小さいので、
そこまでmをインクリメントしてsf(m)=i, m=f(n)をみたす最小のnを探せばよい。
最小のn=g(i)が求まったらその各桁の和を出せばそれがsg(i)となる。
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Modified 2009-10-21 10:11:43 |
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/**
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*/
package {
import flash.display.Sprite;
import flash.text.TextField;
import flash.utils.getTimer;
import flash.events.*;
import com.bit101.components.*;
// @see http://projecteuler.net/index.php?section=problems&id=254
// nの桁の順序を変えてもf(n)は変わらないのでnの桁を昇順にすれば同じ桁数では最小になる。
// するとsg(i)の候補はn=1…12…2……9…9 という形になる。
// ただしk(1,…,8)の桁数はk個以下。
// それより大きい場合は次の数に吸収したほうが小さくなる。
// この方法で、f(n)からnが一意に構成できる。
//
// 一方、sf(n)=150となると、f(n)は17桁以上になるので、f(n)のしらみつぶしでは不可。
// 各iについて、まず各桁の和がiとなる最小の数mを構成する。
// sf(m)=iなので、m=f(n')となるn'が決まるが、
// これより小さいnの9の個数は、n'の桁数より小さいので、
// そこまでmをインクリメントしてsf(m)=i, m=f(n)をみたす最小のnを探せばよい。
// 最小のn=g(i)が求まったらその各桁の和を出せばそれがsg(i)となる。
public class Euler254 extends Sprite {
private var _tf : TextField;
public function Euler254() {
_tf = new TextField();
_tf.width = 465;
_tf.height = 465;
addChild(_tf);
var pb : PushButton = new PushButton(this, 350, 10);
pb.label = "stop";
pb.width = 100;
pb.addEventListener(MouseEvent.CLICK, function(e : MouseEvent) : void
{
removeEventListener(Event.ENTER_FRAME, onEnterFrame);
});
_s = getTimer();
solve(150);
tr((getTimer() - _s) + " ms");
}
private var _s : int;
private var lens : Array;
private var ords : Array;
private var sfs : Array;
private var N : int;
private function solve(N : int) : void
{
this.N = N;
lens = new Array(362880);
ords = new Array(362880);
sfs = new Array(362880);
var i : int, j : int, k : int;
var ct : Array = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0];
for(i = 0;i < 362880;i++){
var len : int = 0;
var ord : int = 0;
var sf : int = 0;
for(j = 1;j <= 8;j++){
len += ct[j];
ord = ord * 10 + ct[j];
sf += ct[j] * j;
}
lens[i] = len;
ords[i] = ord;
sfs[i] = sf;
// inc
ct[1]++;
for(j = 1;j <= 8;j++){
if(ct[j] > j){
ct[j + 1]++;
ct[j] -= (j + 1);
}else{
break;
}
}
}
ii = 1;
ret = 0;
base = "";
addEventListener(Event.ENTER_FRAME, onEnterFrame);
}
private var ii : int;
private var ret : Number;
private var base : String;
private function onEnterFrame(e : Event) : void
{
if(ii % 9 == 0)base += "9";
var lmin : MPI = new MPI((ii % 9) + base);
var d : Array = MPI.divint(lmin, 362880);
var minlen : Number = lens[d[1]] + d[0];
var v : MPI = new MPI(lmin);
var dsum : int = ii;
var n9inf : Number = d[0];
var sg : Number = 0;
var re : MPI = new MPI(0);
var i : int, len : Number, sf : Number;
var ordd : int = 0;
for(var n9 : Number = n9inf;n9 < minlen;n9++){
for(i = n9 == n9inf ? d[1] : 0;i < 362880;i++){
if(dsum == ii){
len = lens[i] + n9;
sf = sfs[i] + 9 * n9;
if(len < minlen || (len == minlen && (ordd == 0 || ordd < ords[i]))){
ordd = ords[i];
minlen = len;
sg = sfs[i] + 9 * n9;
re = new MPI(v);
}
}
v.inc();
// v.addint_(1);
dsum -= 9 * v.nLast0();
dsum++;
}
}
if(dsum == ii){
len = lens[i] + n9;
sf = sfs[i] + 9 * n9;
if(len < minlen || (len == minlen && (ordd == 0 || ordd < ords[i]))){
ordd = ords[i];
minlen = len;
sg = sfs[i] + 9 * n9;
re = new MPI(v);
}
}
tr(ii, minlen, sg, re, lmin);
ret += sg;
if(ii == N){
tr("solved!");
tr(ret);
tr((getTimer() - _s) + " ms");
removeEventListener(Event.ENTER_FRAME, onEnterFrame);
}
ii++;
}
private function tr(...o : Array) : void
{
_tf.appendText(o + "\n");
_tf.scrollV = _tf.maxScrollV;
}
}
}
/*
var ret : Number = 0;
for(var ii : int = 1;ii <= N;ii++){
var lmin : Number = Math.pow(10, int(ii / 9)) * ((ii % 9) + 1) - 1;
var minlen : Number = lens[lmin % 362880] + Math.floor(lmin / 362880);
var v : Number = lmin;
var dsum : int = ii;
var n9inf : Number = Math.floor(v / 362880);
var sg : Number = 0;
var re : Number = 0;
var ordd : int = 0;
for(var n9 : Number = n9inf;n9 < minlen;n9++){
for(i = n9 == n9inf ? v % 362880 : 0;i < 362880;i++){
if(dsum == ii){
len = lens[i] + n9;
sf = sfs[i] + 9 * n9;
if(len < minlen || (len == minlen && (ordd == 0 || ordd < ords[i]))){
ordd = ords[i];
minlen = len;
sg = sfs[i] + 9 * n9;
re =
}
}
v++;
for(j = 10;v % j == 0;j *= 10, dsum -= 9);
dsum++;
}
}
if(dsum == ii){
len = lens[i] + n9;
sf = sfs[i] + 9 * n9;
if(len < minlen || (len == minlen && (ordd == 0 || ordd < ords[i]))){
ordd = ords[i];
minlen = len;
sg = sfs[i] + 9 * n9;
re = v;
}
}
tr(ii, minlen, sg, re, lmin);
ret += sg;
}
*/
class MPI
{
public var d : Vector.<uint>;
public function MPI(v : * = 0)
{
if(v is Number){
d = Vector.<uint>([]);
for(var n : Number = v;n != 0;n = Math.floor(n / 10))d.push(n % 10);
if(v == 0)d.push(0);
}else if(v is String){
d = Vector.<uint>([]);
for(var i : int = v.length - 1;i >= 0;i--){
d.push(uint(v.charAt(i)));
}
}else if(v is Array){
d = Vector.<uint>(v);
}else if(v is Vector.<uint>){
d = v.concat();
}else if(v is MPI){
d = v.d.concat();
}
if(d)shave();
}
public static function add(a : MPI, b : MPI) : MPI
{
var ret : MPI = new MPI(a);
var i : int;
var minl : int = Math.min(ret.d.length, b.d.length);
for(i = 0;i < minl;i++){
ret.d[i] += b.d[i];
}
for(i = ret.d.length;i < b.d.length;i++){
ret.d.push(b.d[i]);
}
ret.carry();
return ret;
}
public static function addint(a : MPI, b : int) : MPI
{
var ret : MPI = new MPI(a);
ret.d[0] += b;
ret.carry();
return ret;
}
public function addint_(b : int) : MPI
{
this.d[0] += b;
this.carry();
return this;
}
public function inc() : void
{
d[0]++;
for(var i : int = 0;i < d.length;i++){
if(d[i] >= 10){
var c : uint = d[i] / 10;
if(i == d.length - 1){
d.push(0);
}
d[i + 1] += c;
d[i] %= 10;
}else{
break;
}
}
}
public static function sub(a: MPI, b : MPI) : MPI
{
if(comp(a, b) < 0){
var m : MPI = a; a = b; b = m;
}
// a - b
var ret : MPI = new MPI(a);
var i : int;
for(i = 0;i < b.d.length;i++){
ret.d[i] -= b.d[i];
}
ret.minuscarry();
return ret;
}
public static function subint(a : MPI, b : int) : MPI
{
var ret : MPI = new MPI(a);
ret.d[0] -= b;
ret.minuscarry();
return ret;
}
public function subint_(b : int) : MPI
{
this.d[0] -= b;
this.minuscarry();
return this;
}
public static function comp(a : MPI, b : MPI) : int
{
if(a.d.length != b.d.length)return a.d.length - b.d.length;
for(var i : int = a.d.length - 1;i >= 0;i--){
if(a.d[i] != b.d[i]){
return a.d[i] - b.d[i];
}
}
return 0;
}
public static function mul(a : MPI, b : MPI) : MPI
{
var retv : Vector.<uint> = new Vector.<uint>(a.d.length + b.d.length);
var i : int, j : int;
for(i = 0;i < retv.length;i++)retv[i] = 0;
for(i = 0;i < a.d.length;i++){
for(j = 0;j < b.d.length;j++){
retv[i + j] += a.d[i] * b.d[j];
}
}
var ret : MPI = new MPI(retv);
ret.carry();
ret.shave();
return ret;
}
public static function mulint(a : MPI, b : int) : MPI
{
var ret : MPI = new MPI(a);
for(var i : int = 0;i < ret.d.length;i++){
ret.d[i] *= b;
}
ret.carry();
return ret;
}
public function mulint_(b : int) : MPI
{
for(var i : int = 0;i < d.length;i++){
this.d[i] *= b;
}
this.carry();
return this;
}
public static function div(a : MPI, b : MPI) : Array
{
var bm : Array = new Array(10);
var i : int, j : int;
for(i = 1;i <= 9;i++)bm[i] = mulint(b, i);
var retr : Vector.<uint> = Vector.<uint>([]);
var m : MPI = new MPI(0);
for(i = a.d.length - 1;i >= 0;i--){
m = addint(mulint(m, 10), a.d[i]);
for(j = 1;j <= 9;j++){
if(comp(m, bm[j]) < 0)break;
}
retr.push(j - 1);
if(j >= 2)m = sub(m, bm[j - 1]);
}
var ret : MPI = new MPI(retr.reverse());
ret.shave();
m.shave();
return [ret, m];
}
public static function divint(a : MPI, b : int) : Array
{
var i : int;
var retr : Vector.<uint> = Vector.<uint>([]);
var m : int = 0;
for(i = a.d.length - 1;i >= 0;i--){
m = m * 10 + a.d[i];
var dv : int = m / b;
retr.push(dv);
m %= b;
}
var ret : MPI = new MPI(retr.reverse());
ret.shave();
return [ret, m];
}
public function nLast0() : int
{
for(var i : int = 0;i < d.length && d[i] == 0;i++);
return i;
}
// 位上げ
public function carry() : void
{
for(var i : int = 0;i < d.length;i++){
if(d[i] >= 10){
var c : uint = d[i] / 10;
if(i == d.length - 1){
d.push(0);
}
d[i + 1] += c;
d[i] %= 10;
}
}
}
// 位下げ
public function minuscarry() : void
{
for(var i : int = 0;i < d.length;i++){
if(d[i] <= 2147483648)continue; // やっつけ
var v : int = d[i] - 4294967296;
var c : int = (-v + 9) / 10;
d[i + 1] -= c;
d[i] += 10 * c;
}
shave();
}
// 上位の桁から0を削る
public function shave() : void
{
for(var i : int = d.length - 1;i >= 1;i--){
if(d[i] > 0)break;
d.pop();
}
}
public function toString() : String
{
return d.concat().reverse().join('');
}
}