C++用N个不同的个位数字组成一个N位数,显然有n!个不同的结果。可以证明,这n!个数字可以被分为势均力敌的两组———即平方和相等、且个数也相等的两组。本体就请你用程序验证一下这个结论
时间: 2024-09-21 17:05:38 浏览: 40
C++算法:第 N 位数字原理、源码、测试用例
C++语言确实可以用来编写这样的程序来验证这个结论。为了实现这个功能,我们可以创建一个函数来生成所有可能的N位数,并计算每组数字的平方和。然后将这些数字分成两个大小相等的数组,检查它们的总和是否相等。以下是简单的步骤:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
// 函数用来生成N位数的所有组合并计算平方和
std::pair<std::vector<int>, int> generate_and_split(int N) {
std::vector<int> nums(N);
int count = factorial(N); // 获取N!的不同组合数
// 初始化平方和为0
int sum1 = 0, sum2 = 0;
for (int i = 0; i < count / 2; i++) { // 只取一半组合进行比较
// 遍历所有可能的N位数
for (int j = 0; j <= 9; ++j) {
if (i == count / 2 - 1) break; // 如果到达一半,结束循环
nums[j % N] = j; // 将当前个位数放到适当位置
}
// 计算第一组的平方和
sum1 += std::pow(nums[0], 2) + std::pow(nums[1], 2) + ... + std::pow(nums[N-1], 2);
// 生成下一对组合,这里可以简单地把刚刚生成的一组反转
for (int k = 0; k < N; ++k) {
nums[k] = 9 - nums[k]; // 取反操作
}
// 更新第二组的平方和
sum2 += std::pow(nums[0], 2) + std::pow(nums[1], 2) + ... + std::pow(nums[N-1], 2);
}
return {nums, std::abs(sum1 - sum2)}; // 返回两组的数字和差值判断是否相等
}
// 计算阶乘
long long factorial(int n) {
if (n == 0 || n == 1) return 1;
return n * factorial(n - 1);
}
int main() {
int N; // 输入位数
std::cout << "Enter the number of digits (N): ";
std::cin >> N;
auto result = generate_and_split(N);
if (result.second == 0) {
std::cout << "The two groups have equal square sums." << std::endl;
} else {
std::cout << "The square sums are not equal." << std::endl;
}
return 0;
}
```
在这个程序中,我们首先获取N位数的组合总数,然后通过嵌套循环生成每一对可能的组合,计算它们各自的平方和。如果最后两组的平方和之差为0,那么结论成立。
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