Подсчитав сумму 4-й степени каждой цифры, почему я получаю неправильный результат?
Я пытаюсь завершить вопрос № 30 по проекту Эйлера, я решил проверить свой код по известному ответу. В основном вопрос заключается в следующем:
Найдите сумму всех чисел, которые можно записать как сумму пятых степеней их цифр.
Вот известный ответ, который я пытаюсь доказать с помощью python:
1634 = 1 ^ 4 + 6 ^ 4 + 3 ^ 4 + 4 ^ 4
8208 = 8 ^ 4 + 2 ^ 4 + 0 ^ 4 + 8 ^ 4
9474 = 9 ^ 4 + 4 ^ 4 + 7 ^ 4 + 4 ^ 4Поскольку 1 = 1 ^ 4 не является суммой, она не включена.
Сумма этих чисел составляет 1634 + 8208 + 9474 = 19316.
Когда я запускаю свой код, я получаю все три значения, которые в сумме составляют 19316, отлично! Однако среди этих значений есть неверное: 6688
Вот мой код:
i=1
answer = []
while True:
list = []
i=i+1
digits = [int(x) for x in str(i)]
for x in digits:
a = x**4
list.append(a)
if sum(list) == i:
print(sum(list))
answer.append(sum(list))
Сумма list
возвращает три правильных значения и значение 6688
. Кто-нибудь может определить, что я пропустил?
Вы проверяете сумму слишком рано. Вы проверяете совпадение суммы для каждой отдельной цифры в числе, и 6 ^ 4 + 6 ^ 4 + 8 ^ 4
равно 6688
. Это три цифры, а не все четыре.
Переместите свой тест sum()
из цикла for
:
for x in digits:
a = x**4
list.append(a)
if sum(list) == i:
print(sum(list))
answer.append(sum(list))
В лучшем случае вы можете отказаться от номера раньше, когда сумма уже превысит целевой показатель:
digitsum = 0
for d in digits:
digitsum += d ** 4
if digitsum > i:
break
else:
if digitsum == i:
answer.append(i)
но я не стал бы беспокоиться об этом здесь, а просто использовал бы выражение генератора, чтобы объединить определение цифр, возведение их в степень и суммирование:
if sum(int(d) ** 4 for d in str(i)) == i:
answer.append(i)
Вы не определили верхнюю границу, точку, где числа всегда будут больше, чем сумма их цифр, и вам нужно прекратить увеличивать i
. Для суммирования n-й степени вы можете найти такую точку, взяв 9 ^ n, посчитав ее цифрами, затем взяв число цифр в n-й степени, равной 9-й степени, равной 9. Если это создает число с большим количеством цифр, продолжайте до тех пор, пока количество цифр больше не изменится.
В том же духе, вы можете начать i
с max(10, 1 + 2 ** n)
, потому что наименьшая сумма, которую вы сможете сделать из цифр, будет использовать одну цифру 2
плюс минимальное число 1
и 0
цифры, с которыми вы можете избавиться, и при любой мощности больше 1, сила цифр, отличная от 1 и 0, всегда больше, чем само значение цифры, и вы не можете использовать i = 1
:
def determine_bounds(n):
"""Given a power n > 1, return the lower and upper bounds in which to search"""
nine_power, digit_count = 9 ** n, 1
while True:
upper = digit_count * nine_power
new_count = len(str(upper))
if new_count == digit_count:
return max(10, 2 ** n), upper
digit_count = new_count
Если вы комбинируете вышеуказанную функцию с параметром переменной длины range(*<expression>)
передаваемым в range()
, вы можете использовать цикл for
:
for i in range(*determine_bounds(4)):
# ...
Вы можете определить, является ли число равным сумме его цифр, возведенных в данную степень n
в функции:
def is_digit_power_sum(i, n):
return sum(int(d) ** n for d in str(i)) == i
тогда вы можете поместить все в понимание списка:
>>> n = 4
>>> [i for i in range(*determine_bounds(n)) if is_digit_power_sum(i, n)]
[1634, 8208, 9474]
>>> n = 5
>>> [i for i in range(*determine_bounds(n)) if is_digit_power_sum(i, n)]
[4150, 4151, 54748, 92727, 93084, 194979]
is_digit_power_sum()
может извлечь выгоду из кэша полномочий; добавление кэша делает функцию более чем в два раза быстрее для 4-значных входов:
def is_digit_power_sum(i, n, _cache={}):
try:
powers = _cache[n]
except KeyError:
powers = _cache[n] = {str(d): d ** n for d in range(10)}
return sum(powers[d] for d in str(i)) == i
и, конечно же, решение вопроса является суммой чисел:
n = 5
answer = sum(i for i in range(*determine_bounds(n)) if is_digit_power_sum(i, n))
print(answer)
который производит необходимый вывод менее чем за полсекунды на моем 2.9 ГГц Intel Core i7 Macbook Pro, используя Python 3.8.0a3.
Здесь исправлено:
i=1
answer = []
while True:
list = []
i=i+1
digits = [int(x) for x in str(i)]
for x in digits:
a = x**4
list.append(a)
if sum(list) == i and len(list) == 4:
print(sum(list))
answer.append(sum(list))
Ошибка, которую я нашел:
6 ^ 4 + 6 ^ 4 + 8 ^ 4 = 6688
Так что я просто поставил чек на список.