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#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <cstring>
/**************************水仙花数**************************/
#define N 10
using namespace std;
void Narcissus(const int& n); //输出n位数中的水仙花数
int main(void)
{
clock_t start , end;
int n=1;
start=clock();
while(1)
{
std::cout<<"水仙花数位数:";
cin>>n;
start=clock();
Narcissus(n);
end=clock();
std::cout<<"Times:"<<(double)(end-start)/CLK_TCK<<std::endl;
}
//end=clock();
//std::cout<<"Times:"<<(double)(end-start)/CLK_TCK<<std::endl;
return 0;
}
static void StatNumber(int *num,int (&s)[N],const int& n)
{//统计num[]中 各数字出现的次数 结果放到S[]中
memset(s,0x00,sizeof(int)*N);
register int len=n;
const int* ptr=num;
while(len--)
{
++s[*ptr++];
}
}
static void Power_N(int *sum,const int& pow)
{ //对0~9的M次预处理将结果放入sum中,各数位拆解
register int i;
for(i = 1 ; i < N; i++) //初始化sum
{
sum[i*pow]=i;
}
for( i = 0 ;i < N; i++) //对0~9的M次预处理
{
int tmp;
for( int j = 0 ; (j < pow -1);j ++)
{
tmp=i*pow;
for( int n = 0 ; n < pow; n ++)
sum[tmp+n]*=i;
for(int m = 0 ; m < pow ; m ++)
{
if(sum[tmp+m]>=10)
{
if(sum[tmp+m+1] == -1)
sum[tmp+m+1] = 0;
sum[tmp+m+1] += sum[tmp+m]/10;
sum[tmp+m] = sum[tmp+m]%10;
}
}
}
}
}
static void Print(int *sum,const int& n)//输出水仙花数
{
register int i = n-1;
for(; i >= 0 ; i --)
{
std::cout<<sum[i];
}
std::cout<<std::endl;
}
static void add(int *addend,int *summend,const int& k,const int& pow )
{ //加入k的pow次方
register int i;
const int j=k*pow;
for( i = 0 ; i < pow; i ++)
addend[i] += summend[j+i];
for( i = 0 ; i < pow ; i ++)
{
if(addend[i]>=10)
{
if(addend[i+1] == -1)
addend[i+1] = 0;
addend[i+1] += addend[i]/10;
addend[i] = addend[i]%10;
}
}
}
static void sub(int *a,int *b,const int& k,const int& pow )//从a中减去k的pow次方
{
const int j=k*pow;
for(register int i = 0 ; i < pow; i++)
{
if(a[i] < b[j+i])
{
a[i+1] -= 1;
a[i]=a[i]+10-b[j+i];
}
else
{
a[i] -= b[j+i];
}
}
}
static bool cmp(int (&a)[N],int (&b)[N])//比较
{
for(register int i = 0 ; i < N; i++)
if(a[i]!=b[i])
return false;
return true;
}
void Narcissus(const int& n)
{
if(n <= 0) return;
int *sum=new int[n*N]; //0~9的n次方
memset(sum,0,sizeof(int)*n*N);
int stat1[N]={0}; //N次方和中各位数字出现的次数
int stat2[N]={0}; //栈中数出现的次数
int *gross=new int[n+1]; //栈中各数的n次方和 数字已拆分
memset(gross,0x00,sizeof(int)*(n+1));
int *stack=new int[n+1]; //栈
memset(stack,0x00,sizeof(int)*(n+1));
int* top=stack; //栈顶指针
const int *maxTop=stack+n; //
Power_N(sum,n); //求出0~9的n次方
bool tab = false;
register int k =9; //动态组合的数字 从大到小组合
while(1)
{
if(top < maxTop && gross[n]==0)
{ //栈中数字及N次方和均未达到N位
add(gross,sum,k,n);
stat2[k]++; //记录栈中各数字出现次数
*top++ = k; //数字入栈 栈顶不会大于后面的数字777-776.即780不会有
} //因无++K,只有--K.已出现过的组合后面不会再现 如731已现,无371/137/713/173
if(gross[n]>0) //组合数字的N次方和大于N位
{
sub(gross,sum,k,n);
stat2[k]--;
k=*--top - 1; //退栈,组合数字为退出数减一,后面不会有比前面更大的组合数字
}
if(top == maxTop) //栈满 即已有N位数字
{
if(gross[n-1]==0) //N次方和小于N位 若n为1,不能输出0,此处退出
break; //由于后面无比它更大的组合(见165-172行注释),退出
StatNumber(gross,stat1,n);//求N次方和中各位数出现次数 存于sta1中
if(cmp(stat1,stat2)) //若出现的数字及其次数完全相同,则为水仙花数
{
Print(gross,n); //若栈中为7 3 1则输出371
}
if(*(top-1) != 0) //若栈顶数字不为0
{
sub(gross,sum,k,n); //先从N次方和中减去此数字的N次方
--stat2[k]; //此数次数随即减少 此时栈顶指针未动
}
else
{
while(*(top-1) == 0) //栈顶为0 循环后指向栈中紧跟的非0数字
{
--top;
--stat2[0]; //退0
}
//if(top-1<stack) break;
tab=true;
}
k=*--top; //退栈 k接收退出的数字
if(tab)
{
sub(gross,sum,k,n); //
--stat2[k];
tab = false;
}
--k; //后面的组合数字比原数更小 保证不出现 788
}
//if(*stack ==1) break;
}
delete []sum;
delete []gross;
delete []stack;
}