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脳log[ProjectEuler: 2011-02-03～]

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2011年02月03日 (木)

最終更新: 2011-02-05T05:33+0900

♪ [ProjectEuler] Q45

 Q45

無駄にこったねえ。一瞬 JavaScriptで書こうとしたしたせいか、lambda多用。

generators = [
	lambda {
		n, tn = 1, 1
		lambda { n+=1; tn+=n; tn } # triangle numbers generator
	}.call,
	lambda {
		n, pn = 1, 1
		lambda { pn+=3*n+1; n+=1; pn } # pentagonal numbers generator
	}.call,
	lambda {
		n, hn = 1, 1
		lambda { hn+=4*n+1; n+=1; hn } # hexagonal numbers generator
	}.call
]
numbers = [1, 1, 1] # Ti, Pj, Hk
relations = "===" # Ti?Pj, Pj?Hk, Hk?Ti
actions = lambda {
	relation = lambda {|a,b|
		a==b ? '=' : a>b ? '>' : '<'
	}
	when_Nth_is_the_smallest = lambda {|i|
		lambda {
			numbers[i] = generators[i].call
			relations[i] = relation.call(numbers[i], numbers[(i+1)%numbers.size])
			j = (i-1) % relations.size
			relations[j] = relation.call(numbers[j], numbers[(j+1)%numbers.size])
			print "#{numbers[i]}\r"
		}
	}
	(0..2).map{|i| when_Nth_is_the_smallest.call(i) }
}.call
action_table = Hash.new {|h,rel|
	raise "missing action for '#{rel}'"
}
[
	["<<>", "<>>", "<=>", "=<>", "<>="], # when Ti is the smallest
	["><<", "><>", ">=<", "><="], # when Pj is the smallest (and Ti not)
	[">><", "<><", "=><"], # when Hk is the smallest (and the other not)
].each_with_index {|rels, i|
	rels.each {|rel| action_table[rel] = actions[i] }
}
action_table["==="] = lambda {
	puts numbers[0] # answer
	actions[0].call
}
loop {
	action_table[relations].call
}

相当な時間をかけて(求められていない)三番目の数字が出た。>57722156241751

六角数は三角数なので、三角数は無視できる。五角数と六角数を並べて比較していくだけ。

それがわからない。

チート。

Hn = n(2n-1) = (2n-1)(2n)/2 = m(m+1)/2 = Tm (m = 2n-1)

nは自然数だから、mは正の奇数になる。Triangle Numbersの奇数番目が Hexagonal Numbers.(逆も真) 言われたらそうかもね。それぞれの数列を眺めてたら気付くかもね。(それが無理なのはわかってる)

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2011年02月02日 (水)

最終更新: 2011-02-03T09:33+0900

♪ [ProjectEuler] Q43, Q44

 Q43

愚直に。

divisors = [17, 13, 11, 7, 5, 3, 2, 1]
candidates = []
div = divisors.shift
div.step(999, div){|x|
	triplet = [x/100, x/10%10, x%10]
	candidates.push triplet if triplet.uniq!.nil?
}
until divisors.empty?
	div = divisors.shift
	candidates.size.times{
		candidate = candidates.shift
		(0..9).each{|d|
			if ! candidate.include?(d) && 0 == (100*d + 10*candidate[0] + candidate[1]) % div
				candidates.push [d] + candidate
			end
		}
	}
end
candidates.reject!{|c| c[0] == 0 }
p candidates.inject(0){|sum,c| sum + c.join("").to_i }

 Q44

最初に出てきた数字を書いたら通ったけど……。pentagonal numbersの名前の由来もわからんもんね。

_5 = [1] # [P1, P2,...]
_5_index = {1=>0} # 逆引き(Pn=>n-1)辞書
loop{
	i = _5.size
	_5.push(_5.last + 3*i + 1)
	_5_index[_5[i]] = i
	print "."
	(i-1).downto(0){|j|
		diff = _5[i] - _5[j]
		break if diff > _5[j]
		k = _5_index[diff]
		next unless k
		diff2 = _5[j] - _5[k]
		l = _5_index[diff2]
		next unless l
		puts
		puts  "D=#{_5[j]-_5[k]}"
		puts  "#{_5[j]-_5[k]} = P#{j+1}-P#{k+1}"
		puts  "#{_5[l]} = P#{l+1}"
		puts  "#{_5[j]+_5[k]} = P#{j+1}+P#{k+1}"
		print "#{_5[i]} = P#{i+1}"
		gets
	}
}
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2011年01月25日 (火)

最終更新: 2011-02-01T10:42+0900

♪ [ProjectEuler] Q28, Q30, Q31, Q34, Q39, Q40, Q42, Q250

 Q28

sum = 1
1.upto((1001-1)/2){|d|
	sum += 2 * ( (2*d+1)**2 + (2*d+1)**2-3*2*d ) # (右上の数＋右下の数)の倍で対角4数の和
}
p sum

 Q30

9の5乗が6万弱なので6桁までの探索で十分。

t = [0, 1, 2**5, 3**5, 4**5, 5**5, 6**5, 7**5, 8**5, 9**5]
sum = 0
10.upto(999999){|n|
	sum += n if n == [n, n/10, n/100, n/1000, n/10000, n/100000].inject(0){|a,x| a+t[x%10] }
}
p sum

 Q31

キレイに書けたんではないかと。

coins = [200, 100, 50, 20, 10, 5, 2] # ,1
remainder = [200]
coins.each{|coin|
	remainder.length.times{|n|
		remain = remainder[n]
		while coin <= remain
			remain -= coin
			remainder.push remain
		end
	}
}
p remainder.size

メモリも CPUも節約できる真にすばらしい回答はこちら >Dreamshire | Project Euler Problem 31 Solution

target = 200
coins = [1,2,5,10,20,50,100,200]
ways = [1]+[0]*target
coins.each{|coin|
	coin.upto(target){|i|
		ways[i] += ways[i-coin]
	}
}
p ways[target]

ways[]のインデックスが残金(200-i㌺)で、値が場合の数、なのかな？

有名な問題で、SICPやら何やらに載ってるらしい。2005年以来封印してきたコンクリートマテマティクスを繙くときが来たのかもしれない。<もったいぶってないで勉強しろ

 Q34

def factorial(n)
	r = 1; n.downto(2){|x| r *= x }; r
end
factorials = [1]
9.times{ factorials.push( factorials.last * factorials.length) }

# 9の階乗が36万ちょっとなので 7桁までで十分
sum = 0
10.upto(9999999){|n|
	x = n
	m = 0
	while 0 < x
		m += factorials[x%10]
		x /= 10
	end
	sum += n if n == m
}
p sum

 Q39

Q9の発展。

best_p = 0
solutions_for_p = 0
3.upto(1000){|p|
	solutions = 0
	1.upto(p/3){|a|
		aa = a*a
		p_a = p-a
		a.upto(p_a/2){|b|
			solutions += 1 if aa + b*b == (p_a-b)*(p_a-b)
		}
	}
	if solutions_for_p < solutions
		solutions_for_p = solutions
		best_p = p
	end
}
p best_p

 Q40

# 一桁 1-9 9個
# 二桁 10-99 90個
# 三桁 100-999 900個
answer = 1
a = [1, 10, 100, 1000, 10000, 100000, 1000000]
width, count = 1, 9
n, pos = 1, 1
loop{
	count.times{
		if a.first < pos + width
			answer *= n.to_s[a.first-pos,1].to_i
			a.shift
			if a.empty?
				p answer
				exit
			end
		end
		n += 1
		pos += width
	}
	width, count = width+1, count*10
}

 Q42

names = ["A","ABILITY","ABLE",...]
name_values = names.map{|name| (0...(name.length)).inject(0){|wv,i| wv + name[i] - ?A + 1 } }.sort
count = 0
n, tn = 1, 1
until name_values.empty?
	name_values.shift while ! name_values.empty? and name_values.first < tn
	while ! name_values.empty? and name_values.first == tn
		count += 1
		name_values.shift
	end
	n, tn = n+1, tn+n+1	
end
p count

 Q250

わかんね。1^1, 2^2から 250250^250250までを、250で割った余りで 250種類に分類するところまでやったけど、そこから組み合わせの数を妥当な時間で計算できる気がしない。1要素で 250の倍数になるもの、ならないもの、2要素で 250の倍数になるもの、ならないもの、……、249要素で 250の倍数になるもの、を考えていくのかと思ったけど、それらの要素が有限なために自由には組み合わせられない(不可能な組み合わせが生じる)、単純に掛け合わせて可能な場合の数を求められない、というところで行き詰まった。ならばと、Q31で参考にしたスクリプトを下敷きに 250で割った余りをインデックスに、場合の数を値にした配列を使おうかと思ったけど、残金をインデックスにした場合と違って余りは循環する、というあたりで処理が一直線に進まなくてギブアップ。

memo = [[0, 1]]*250 # [exp, mod]
memo2 = (0...250).map{|x| x**250 } # exp=250特化版
set = [0]*250
1.upto(250250).each{|i|
	basemod = i%250
	mod = (memo[basemod][1] * (i-memo[basemod][0] == 250 ? memo2[basemod] : basemod**(i-memo[basemod][0]))) % 250
	memo[basemod] = [i, mod]
	set[mod] += 1
}
p set
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2011年01月24日 (月)

最終更新: 2011-03-14T23:06+0900

♪ [ProjectEuler] Q11, Q14, Q15, Q16, Q18, Q67, Q20, Q22, Q24, Q25, Q26

約数とか素数とかでてくる問題は本当に勘弁して欲しい。

 Q11

愚直に書いただけ。

grid = <<GRID.strip.split(/\r\n?|\n/).map{|line| line.split(" ").map{|x| x.to_i } }
08 02 22 97 38 15 00 40 00 75 04 05 07 78 52 12 50 77 91 08
49 49 99 40 17 81 18 57 60 87 17 40 98 43 69 48 04 56 62 00
81 49 31 73 55 79 14 29 93 71 40 67 53 88 30 03 49 13 36 65
52 70 95 23 04 60 11 42 69 24 68 56 01 32 56 71 37 02 36 91
22 31 16 71 51 67 63 89 41 92 36 54 22 40 40 28 66 33 13 80
24 47 32 60 99 03 45 02 44 75 33 53 78 36 84 20 35 17 12 50
32 98 81 28 64 23 67 10 26 38 40 67 59 54 70 66 18 38 64 70
67 26 20 68 02 62 12 20 95 63 94 39 63 08 40 91 66 49 94 21
24 55 58 05 66 73 99 26 97 17 78 78 96 83 14 88 34 89 63 72
21 36 23 09 75 00 76 44 20 45 35 14 00 61 33 97 34 31 33 95
78 17 53 28 22 75 31 67 15 94 03 80 04 62 16 14 09 53 56 92
16 39 05 42 96 35 31 47 55 58 88 24 00 17 54 24 36 29 85 57
86 56 00 48 35 71 89 07 05 44 44 37 44 60 21 58 51 54 17 58
19 80 81 68 05 94 47 69 28 73 92 13 86 52 17 77 04 89 55 40
04 52 08 83 97 35 99 16 07 97 57 32 16 26 26 79 33 27 98 66
88 36 68 87 57 62 20 72 03 46 33 67 46 55 12 32 63 93 53 69
04 42 16 73 38 25 39 11 24 94 72 18 08 46 29 32 40 62 76 36
20 69 36 41 72 30 23 88 34 62 99 69 82 67 59 85 74 04 36 16
20 73 35 29 78 31 90 01 74 31 49 71 48 86 81 16 23 57 05 54
01 70 54 71 83 51 54 69 16 92 33 48 61 43 52 01 89 19 67 48
GRID

max = 0
0.upto(19) {|x|
	0.upto(19) {|y|
		if x <= 16
			# right
			max = [max, grid[y][x]*grid[y][x+1]*grid[y][x+2]*grid[y][x+3]].max

			# right-up
			if 3 <= y
				max = [max, grid[y][x]*grid[y-1][x+1]*grid[y-2][x+2]*grid[y-3][x+3]].max
			end

			# right-down
			if y <= 16
				max = [max, grid[y][x]*grid[y+1][x+1]*grid[y+2][x+2]*grid[y+3][x+3]].max
			end
		end
		if y <= 16
			# down
			max = [max, grid[y][x]*grid[y+1][x]*grid[y+2][x]*grid[y+3][x]].max
		end
	}
}
print max

 Q14

この漸化式は『珠玉のプログラミング』で見た。どうして収束するのかわからなかった。

 Q15

# 分子 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
# 分母 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10  9  8  7  6  5  4  3  2  1

# 分子 39 37 33 31 29 23 7 5 2 2
# 分母 1
p 39*37*33*31*29*23*7*5*2*2

 Q16

digits = [1]
1000.times{
	carry = false
	0.upto(digits.length-1){|n|
		x = digits[n] * 2 + (carry ? 1 : 0)
		digits[n], carry = x%10, (x/10 != 0)
	}
	if carry
		digits.push 1
	end
}
p digits.inject(0){|sum,x| sum + x }

 Q18

底から上がっていきました。最近(少し上にも出てきた)本で見かけたヒープというデータ構造に似てるかもと思って一次元配列で三角形を表現したけど、子ノードが重なってるあたりがちょっと違ってて、親や子にアクセスするのに i/2, 2*i, 2*i+1 といった簡単な式は使えなかった。

numbers = <<NUMBERS.strip.split(/\s+/).map{|x| x.to_i }
75
95 64
17 47 82
18 35 87 10
20 04 82 47 65
19 01 23 75 03 34
88 02 77 73 07 63 67
99 65 04 28 06 16 70 92
41 41 26 56 83 40 80 70 33
41 48 72 33 47 32 37 16 94 29
53 71 44 65 25 43 91 52 97 51 14
70 11 33 28 77 73 17 78 39 68 17 57
91 71 52 38 17 14 91 43 58 50 27 29 48
63 66 04 68 89 53 67 30 73 16 69 87 40 31
04 62 98 27 23 09 70 98 73 93 38 53 60 04 23
NUMBERS

(Math.sqrt(numbers.length*2).floor-2).downto(0){|y|
	0.upto(y){|x|
		numbers[y*(y+1)/2+x] += [numbers[(y+1)*(y+2)/2+x], numbers[(y+1)*(y+2)/2+x+1]].max
	}
}

p numbers.first

 Q67

Q18の拡張。問題の数列が巨大なので載せないけど Q18と同じ方法で。

 Q20

Q16の拡張。

digits = [1]

2.upto(100){|n|
	carry = 0
	0.upto(digits.length-1){|i|
		x = digits[i] * n + carry
		carry, digits[i] = *(x.divmod(10))
	}
	while 0 < carry
		digits.push carry%10
		carry /= 10
	end
}

p digits.inject(&:+)

 Q22

英語を Ruby(1.8)に翻訳しただけ。

names = ["MARY","PATRICIA",...]
names.sort!

sum = 0
1.upto(names.length){|list_position|
	name = names[list_position-1]
	sum += list_position * (0...(name.length)).inject(0){|name_score,i| name_score + name[i] - 64 }
}
p sum

 Q24

最上位の桁から確定させていく。

remainder = 1_000_000
digits = (0..9).to_a
weight = (2..10).inject(&:*) # = (digits.size)!
answer = ""

until digits.empty?
	weight /= digits.size
	i = (remainder-1) / weight
	answer += digits.delete_at(i).to_s
	remainder -= weight * i
end
puts answer

 Q25

何度も出てきたパターン。数字が大きすぎるので(Rubyにとってはそうではないが)配列の要素として各桁の数字を保持する。

fib1, fib2 = [1], [1]
nth = 2
until 1000 <= fib2.length
	fib3 = []
	carry = 0
	0.upto(fib2.length-1){|keta|
		x = fib2[keta] + (fib1[keta]||0) + carry
		carry = x / 10
		fib3.push x % 10
	}
	fib3.push 1 if carry != 0
	fib1, fib2 = fib2, fib3
	nth += 1
end
p nth

 Q26

余りに注目。

longest_cycle = 0
longest_value = 0
1.upto(999){|n|
	numerator = 1
	numerator *= 10 while numerator < n
	a = [numerator]
	while numerator != 0
		numerator = a.last % n * 10
		i = a.index(numerator)
		if i
			if longest_cycle < a.length - i
				longest_cycle = a.length - i
				longest_value = n
			end
			break
		else
			a.push numerator
		end
	end
}
p longest_value
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2011年01月23日 (日)

最終更新: 2011-03-12T05:02+0900

♪ [ProjectEuler] Q1-Q10

後ろの方の問題はしゃれにならない難しさだ。まずもって問題が理解できない。

 Q1

puts 3*(333*334/2) + 5*(199*200/2) - 15*(66*67/2)

 Q2

ぐだぐだ考えないで足し合わせていくだけでも良かった気がする。

def even_fibonacci(an_2, an_1)
	4*an_1 + an_2
end

a = [0, 2]
until 4_000_000 < a.last
	a[0], a[1] = a[1], even_fibonacci(*a)
end
print a[0] + (a[1] - 3*a[0])/4

 Q3

案ずるより産むが易し。

n = 600851475143

i = 3
while i*i < n
	if n%i == 0
		print i, " "
		n = n/i
		next
	end
	i += 2
end
print n

 Q4

12個列挙して一番大きいのを選びました。こんなんでいいのか？

999.downto(900){|p|
	999.downto(900){|q|
		x = (p*q).to_s
		if x == x.reverse
			puts "#{x} = #{p}*#{q}"
		end
	}
}

 Q5

# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
#   2 3 2 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
#   2 3 2 5   7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
#   2 3 2 5   7 2 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
#   2 3 2 5   7 2 3 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
#   2 3 2 5   7 2 3    11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
#   2 3 2 5   7 2 3    11    13 14 15 16 17 18 19 20
#   2 3 2 5   7 2 3    11    13    15 16 17 18 19 20
#   2 3 2 5   7 2 3    11    13       16 17 18 19 20
#   2 3 2 5   7 2 3    11    13        2 17 18 19 20
#   2 3 2 5   7 2 3    11    13        2 17    19 20
#   2 3 2 5   7 2 3    11    13        2 17    19
puts 2*3*2*5*7*2*3*11*13*2*17*19

 Q6

これでは和の二乗から各数の二乗を素直に引くのと手間が変わらない。

puts (1..100).inject(0){|sum,x| sum += x*(5050-x) }

<追記@2011-03-11>Bignumを使わずに済ませられる効用があったみたい。オーバーフローとか Rubyにはないから気づかなかった。</追記>

 Q7

力押し。

class Boo
	def initialize(interval)
		@interval = interval
	end
	def boo?(t)
		t % @interval == 0
	end
end

a = []
n = 1
loop {
	n += 2
	next if a.any?{|boo| boo.boo?(n) }

	a.push Boo.new(n)
	break if 10000 <= a.length
}
puts n

 Q8

これはひどい(笑)

#Find 99999    0件
#Find [98]{5}  0件
#Find [987]{5} 3件(99879,79778,98787)
print 9*9*8*7*9

後付けで、8×7 > 9×6 なのは確認したけども……。

 Q9

素直に書き下しただけ。

1.upto(332){|a|
	aa = a*a
	b_c = 1000 - a
	(a+1).upto(b_c/2){|b|
		c = b_c - b
		if c*c == aa + b*b
			puts "#{a} * #{b} * #{c} = #{a*b*c}"
			exit
		end
	}
}

 Q10

10分以上かかっちゃってダメ。

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