求1023456789-9876543210区间内数位唯一且可被11整除的最大数的高效解法
为什么你的代码跑这么久
你的原写法本质上是把百万级的问题硬做成了十亿级的遍历,速度慢是必然的,具体问题点:
- 符合“0-9各出现一次”的10位数总共才362万个,你遍历的范围有近90亿个数,99.6%的循环都在判断根本不可能符合条件的数
- 每次判断要把数字转成字符串,做10次成员查询,单步开销比直接数值运算高一个数量级
- 遍历方向是从最小值到最大值,要从头跑到尾才能找到最大值,没有任何提前终止的空间
- 小疏忽:
range的结束值是开区间,你设置的上界9876543210根本不会进入循环,就算跑完全程也拿不到边界值
怎么优化能从几小时缩到毫秒级
完全不用硬枚举,靠数学性质就能把计算量压到极致:
- 别遍历整数范围,直接生成0-9的全排列,直接砍掉99%的无效循环
- 用11的整除判定规则代替取模计算:只要一个数的奇数位数字和与偶数位数字和的差是11的倍数,就一定能被11整除,省掉所有数值转换和取模开销
- 要找最大的数,直接从最大的数字排列开始降序遍历,碰到第一个符合条件的就直接终止,根本不需要遍历完全部排列
进一步推导:10个数字总和是0+1+2+…+9=45,结合11的整除规则可以算出,所有符合要求的数必然满足「5个奇数位数字和为28,5个偶数位数字和为17」,连差的计算都可以提前预判。
可直接运行的优化代码
from itertools import permutations # 从最大的数字组合开始降序生成全排列 for digits in permutations(range(9, -1, -1)): # 跳过首位为0的非法10位数 if digits[0] == 0: continue odd_sum = sum(digits[::2]) even_sum = sum(digits[1::2]) if (odd_sum - even_sum) % 11 == 0: print(''.join(map(str, digits))) break
实际效果
- 原代码按每秒处理1万次的速度估算,跑完全程需要250小时以上
- 优化后的代码因为从大到小找,实际只需要几万次校验就能命中结果,运行时间不到10毫秒
- 最终得到的正确结果是
9876524130
内容的提问来源于stack exchange,提问作者BrrUzi
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