正整数的性质:和与根

发布于:2024-04-24 ⋅ 阅读:(156) ⋅ 点赞:(0)

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数字和

数字和介绍

数字和简单应用

哈沙德数

最小元素各数位之和

数字根

数字根介绍

数字根简单应用


数字和

数字和介绍

简单来说,数字和即一个整数数字每一位数值相加求和所得的值,数字和可以为任意正整数,使用代码获取一个数值的数字和模版如下:

while (num)
{
    sum += num % 10;// 记录各位之和
    num /= 10; // 获取下一个高位数值
}

数字和简单应用

哈沙德数

题目链接:3099. 哈沙德数 - 力扣(LeetCode)

如果一个整数能够被其各个数位上的数字之和整除,则称之为 哈沙德数(Harshad number)。给你一个整数 x 。如果 x哈沙德数 ,则返回 x 各个数位上的数字之和,否则,返回 -1

思路解析:

题目要求获取哈沙德数,根据题目描述,所谓哈沙德数即为当前数值可以被其数字和整除,所以直接使用数字和模版先获取数字和,再判断是否可以整除从而判断x是否为哈沙德数

参考代码:

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=3099 lang=cpp
 *
 * [3099] 哈沙德数
 */

// @lc code=start
class Solution
{
public:
    int sumOfTheDigitsOfHarshadNumber(int x)
    {
        // 求各位之和
        int sum = 0;
        int tmp = x;
        while (tmp)
        {
            sum += tmp % 10;
            tmp /= 10;
        }

        if (x % sum == 0)
        {
            return sum;
        }
        return -1;
    }
};
// @lc code=end

最小元素各数位之和

题目链接:1085. 最小元素各数位之和 - 力扣(LeetCode)

给你一个正整数的数组 A
然后计算 S,使其等于数组 A 当中最小的那个元素各个数位上数字之和。
最后,假如 S 所得计算结果是 奇数 ,返回 0 ;否则请返回 1。

思路解析:

本题只需要先获取数组中最小的数值,再求该数值的数字和即可

参考代码:

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=1085 lang=c
 *
 * [965] 最小元素各数位之和
 */

// @lc code=start
class Solution {
public:
    int sumOfDigits(vector<int>& nums) {
        int ret = *min_element(nums.begin(), nums.end());
        int ans = 0;
        while (ret){
            ans += ret % 10;
            ret /= 10;
        }
        if(ans % 2){
            return 0;
        }
        return 1;
    }
};
// @lc code=end

数字根

数字根介绍

相比较于数字和来说,数字根是数值的每一位相加求和直到和结果为1位数,例如6278的数字根计算方式为6+2+7+8=23->2+3=5,所以6278的数字根为5

求一个数值的数字根有两种方法

  1. 循环求和
while (tmp > 9)
{
    // 获取最低位和
    while (tmp)
    {
        sum += tmp % 10;
        tmp /= 10;
    }
    tmp = sum;
    sum = 0;
}
sum = tmp;
  1. 数学计算(去9法)

观察到因为数字根最大不会超过9,而对于十进制数值来说,例如6278,可以转化为6000+200+70+8,即6*1000+2*100+7*10+8*1

此时将上式转化为6*(999+1)+2*(99+1)+7*(9+1)+8,化简可得6*999+2*99+7*9+6+2+7+8,可以看到最后的6,2,7和8即为6278的每一位数值,而对于6+2+7+8=23来说可以划分为2*10+3*1,转化为2*(9+1)+3=2*9+2+3,可以看到最后的2和3即为23的每一位数值

现在将范围扩大到所有十进制以内整数num,对于num来说,用i代表最低位位权值0,n-1代表最高位位权值,则上面等式可以写为通式:

\sum_{i=0}^{n-1}{​{​{a}_{i}}\times 1{​{0}^{i}}}

转化为

\sum_{i=0}^{n-1}{​{​{a}_{i}}\times (1{​{0}^{i}}-1+1)}=\sum_{i=0}^{n-1}{​{​{a}_{i}}\times 1{​{0}^{i}}-1}+\sum_{i=0}^{n-1}{​{​{a}_{i}}}

此时算式中的\sum_{i=0}^{n-1}{​{​{a}_{i}}}即为每一次求和的数字和,多次求和直到和小于10,则和即为该数的数字根

而因为i为0时,10^i-1是9的倍数,i为1时,10^i-1依旧是9的倍数。而去掉的每一部分,例如上面的6278中的6,2,7和8之和取9的余数此时和原数6278取9的余数相同(也称模9同余),有下面的结果:6278/9=698…5 ,所以6278%9=5\equiv23 % 9 = 5,此时5即6278的数字根

但是如果该数值为9的倍数,那么余数为0,但是数字根不为0,所以此时需要改变计算方法

例如对于数值18来说,18%9=0,1+8=9,此时数字根并不等于余数,但是17%9=8,而17比18只少一个最低位,所以可以采取(18-1)%9+1=9,此时数字根等于余数

对于其余正常数值来说,也并不影响余数即为数字根,因为改变的都只是最低位的数值,而最低位数值都是1的倍数,所以相当于缺一个1补一个1

所以数字根,可以理解为数字相对于数值9来说的余数

综上所述,可以将代码简化为

(num-1)%9+1

数字根简单应用

题目链接:258. 各位相加 - 力扣(LeetCode)

给定一个非负整数 num,反复将各个位上的数字相加,直到结果为一位数。返回这个结果。

思路解析:

数字根基本计算

参考代码:

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=258 lang=cpp
 *
 * [258] 各位相加
 */

// @lc code=start
class Solution
{
public:
    int addDigits(int num)
    {
       return (num - 1) % 9 + 1;
    }
};
// @lc code=end