本文主要是介绍【ProjectEuler】ProjectEuler_045，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
#pragma once
#include <windows.h>
class MoonMath
{
public:
MoonMath(void);
~MoonMath(void);
//************************************
// Method: IsInt
// Access: public
// Describe: 判断double值在epsilon的范围内是否很接近整数
// 如1.00005在epsilon为0.00005以上就很接近整数
// Parameter: double doubleValue 要判断的double值
// Parameter: double epsilon 判断的精度，0 < epsilon < 0.5
// Parameter: INT32 & intValue 如果接近，返回最接近的整数值
// Returns: bool 接近返回true，否则返回false
//************************************
static bool IsInt(double doubleValue,double epsilon,INT32 &intValue);
//************************************
// Method: Sign
// Access: public
// Describe: 获取value的符号
// Parameter: T value 要获取符号的值
// Returns: INT32 正数、0和负数分别返回1、0和-1
//************************************
template <typename T>
static INT32 Sign(T value);
//************************************
// Method: IsPrimer
// Access: public
// Describe: 判断一个数是否是素数
// Parameter: UINT32 num 要判断的数
// Returns: bool 是素数返回true，否则返回false
//************************************
static bool IsPrimer(UINT32 num);
};
#include "MoonMath.h"
#include <cmath>
MoonMath::MoonMath(void)
{
}
MoonMath::~MoonMath(void)
{
}
template <typename T>
INT32 MoonMath::Sign(T value)
{
if(value > 0)
{
return 1;
}
else if(value == 0)
{
return 0;
}
else
{
return -1;
}
}
bool MoonMath::IsInt(double doubleValue, double epsilon, INT32 &intValue)
{
if(epsilon > 0.5 || epsilon < 0)
{
return false;
}
if(INT32(doubleValue + epsilon) == INT32(doubleValue - epsilon))
{
return false;
}
INT32 value = INT32(doubleValue);
intValue = (fabs(doubleValue - value) > 0.5) ? (value + MoonMath::Sign(doubleValue)) : (value) ;
return true;
}
bool MoonMath::IsPrimer(UINT32 num)
{
// 0和1不是素数
if(num <= 1)
{
return false;
}
UINT32 sqrtOfNum = sqrt((double)num); // num的2次方
// 从2到sqrt(num)，如果任何数都不能被num整除，num是素数，否则不是
for(UINT32 i = 2; i <= sqrtOfNum; ++i)
{
if(num % i == 0)
{
return false;
}
}
return true;
}
// Triangular, pentagonal, and hexagonal
// Problem 45
// Triangle, pentagonal, and hexagonal numbers are generated by the following formulae:
//
// Triangle Tn=n(n+1)/2 1, 3, 6, 10, 15, ...
// Pentagonal Pn=n(3n-1)/2 1, 5, 12, 22, 35, ...
// Hexagonal Hn=n(2n-1) 1, 6, 15, 28, 45, ...
// It can be verified that T285 = P165 = H143 = 40755.
//
// Find the next triangle number that is also pentagonal and hexagonal.
#include <iostream>
#include <windows.h>
#include <ctime>
#include <assert.h>
#include <string>
#include <MoonMath.h>
using namespace std;
//************************************
// Method: CalcPentagonNum
// Access: public
// Describe: 计算第n个Triangle数
// Parameter: UINT32 n
// Returns: UINT32
//************************************
inline UINT64 CalcTriangleNum(UINT32 n)
{
return UINT64(n) * (n + 1) / 2;
}
//************************************
// Method: CalcHexagonalNum
// Access: public
// Describe: 计算第n个Hexagonal数
// Parameter: UINT32 n
// Returns: UINT32
//************************************
inline UINT64 CalcHexagonalNum(UINT32 n)
{
return UINT64(n) * (2 * n - 1);
}
//************************************
// Method: CalcPentagonNum
// Access: public
// Describe: 计算第n个Pentagon数
// Parameter: UINT32 n
// Returns: UINT32
//************************************
inline UINT64 CalcPentagonNum(UINT32 n)
{
return UINT64(n) * (3 * n - 1) / 2;
}
//************************************
// Method: IsTriangleNum
// Access: public
// Describe: 判断num是否是Triangle数
// Parameter: UINT32 num 要判断的Triangle数
// Parameter: UINT32 &n 如果是Triangle数，返回n，否则返回无效值
// Returns: bool 是Triangle数返回true，否则返回false
//************************************
bool IsTriangleNum(UINT64 num, UINT32 &n)
{
// 根据一元二次方程求解公式求出n的值
// n^2+n-2*num=0
// n=(-1+-sqrt(1+8*num))/2
// 因为n>0
// 所以n=(-1+sqrt(1+8*num))/2
double nDouble = (-1.0 + sqrt(1.0 + 8.0 * num)) / 2;
const double EPSILON = 0.00001; // 判断n是否为整数的精确度
n = 0;
// 如果n是整数，则视计算Pentagon的公式可逆推，num为Pentagon数
if(!MoonMath::IsInt(nDouble, EPSILON, (INT32 &)n))
{
return false;
}
return CalcTriangleNum(n) == num;
}
//************************************
// Method: IsHexagonalNum
// Access: public
// Describe: 判断num是否是Hexagonal数
// Parameter: UINT32 num 要判断的Hexagonal数
// Parameter: UINT32 &n 如果是Hexagonal数，返回n，否则返回无效值
// Returns: bool 是Hexagonal数返回true，否则返回false
//************************************
bool IsHexagonalNum(UINT64 num, UINT32 &n)
{
// 根据一元二次方程求解公式求出n的值
// 2*n^2-n-num=0
// n=(1+-sqrt(1+8*num))/4
// 因为n>0
// 所以n=(1+sqrt(1+8*num))/4
double nDouble = (1.0 + sqrt(1.0 + 8.0 * num)) / 4;
const double EPSILON = 0.00001; // 判断n是否为整数的精确度
n = 0;
// 如果n是整数，则视计算Pentagon的公式可逆推，num为Pentagon数
if(!MoonMath::IsInt(nDouble, EPSILON, (INT32 &)n))
{
return false;
}
return CalcHexagonalNum(n) == num;
}
//************************************
// Method: IsPentagonNum
// Access: public
// Describe: 判断num是否是Pentagon数
// Parameter: UINT32 num 要判断的Pentagon数
// Parameter: UINT32 &n 如果是Pentagon数，返回n，否则返回无效值
// Returns: bool 是Pentagon数返回true，否则返回false
//************************************
bool IsPentagonNum(UINT64 num, UINT32 &n)
{
// 根据一元二次方程求解公式求出n的值
// 3*n^2-n-2*num=0
// n=(1+-sqrt(1+24*num))/6
// 因为n>0
// 所以n=(1+sqrt(1+24*num))/6
double nDouble = (1.0 + sqrt(1.0 + 24.0 * num)) / 6;
const double EPSILON = 0.00001; // 判断n是否为整数的精确度
n = 0;
// 如果n是整数，则视计算Pentagon的公式可逆推，num为Pentagon数
if(!MoonMath::IsInt(nDouble, EPSILON, (INT32 &)n))
{
return false;
}
return CalcPentagonNum(n) == num;
}
void TestFun1()
{
UINT32 n = 0;
const UINT32 MAX_TEST_N = 100000000;
for(UINT32 i = 0; i < MAX_TEST_N; i++)
{
UINT64 pI = CalcTriangleNum(i);
if(!IsTriangleNum(pI, n))
{
cout << "i = " << i << endl << "CalcTriangleNum(i) = " << i << endl;
}
pI = CalcHexagonalNum(i);
if(!IsHexagonalNum(pI, n))
{
cout << "i = " << i << endl << "CalcHexagonalNum(i) = " << i << endl;
}
pI = CalcPentagonNum(i);
if(!IsPentagonNum(pI, n))
{
cout << "i = " << i << endl << "CalcPentagonNum(i) = " << i << endl;
}
}
cout << "Test OK!";
}
void F1()
{
cout << "void F1()" << endl;
// TestFun1();
LARGE_INTEGER timeStart, timeEnd, freq;
QueryPerformanceFrequency(&freq);
QueryPerformanceCounter(&timeStart);
/*********************************算法开始*******************************/
UINT32 pI = 0;
UINT32 hexN;
UINT32 penN;
const UINT32 MIN_FIT_NUM = 40755;
UINT32 i;
for(IsTriangleNum(MIN_FIT_NUM, i), ++i;; ++i)
{
pI = CalcTriangleNum(i);
if(IsHexagonalNum(pI, hexN) && IsPentagonNum(pI, penN))
{
break;
}
}
cout << pI << endl;
/*********************************算法结束*******************************/
QueryPerformanceCounter(&timeEnd);
cout << "Total Milliseconds is " << (double)(timeEnd.QuadPart - timeStart.QuadPart) * 1000 / freq.QuadPart << endl;
time_t currentTime = time(NULL);
const char BEEP_CHAR = '\007';
const int MAX_TIME_CHAR = 30;
char timeStr[MAX_TIME_CHAR];
ctime_s(timeStr, MAX_TIME_CHAR, ¤tTime);
cout << endl << "By GodMoon" << endl << timeStr << BEEP_CHAR;
system("pause");
}
//主函数
int main()
{
F1();
return 0;
}
/*
void F1()
1533776805
Total Milliseconds is 16.5489
By GodMoon
Sun Mar 10 21:55:49 2013
*/
这篇关于【ProjectEuler】ProjectEuler_045的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
