使用任意定义的字符在基本N数字系统上进行算术运算

Posted 2021-04-15

首先，这不是家庭作业。我需要这个解决方案来为连接到AWS EC2实例的设备分配设备名称。我在Java工作。

我正在寻找一种解决方案，我可以定义一组任意字符作为数字来表示基数N，然后能够递增和递减这些值。例如，假设我定义了一个数字集为{f，g，h}的base-3数字系统。因此，从十进制的“0”开始递增，我们将得到序列：f, g, h, gf, gg, gh, hf, hg, hh。

这需要使用大于base-10的数字，因此字符和罗马数字之间的简单映射不会起作用。

至于我的具体用例，我将通过分配附加到机器上的设备名称来完成它，但禁止使用某些字母，因此我将定义一组自定义允许字符。

我试着自己实现这个，并迅速找到了一个让我沮丧的兔子洞。这似乎是别人可能已经实施的东西，或者至少是其中的一部分。有任何想法吗？

答案

像这样的东西？我在幕后使用BigInteger以避免所有溢出，并在toString中即时生成数字。

class Counter {
    // My current value.
    private BigInteger n;
    // The character set to use.
    private char[] digits = "0123456789".toCharArray();

    public Counter() {
        this(0);
    }

    public Counter(long start) {
        n = BigInteger.valueOf(start);
    }

    public void inc() {
        n = n.add(BigInteger.ONE);
    }

    public void dec() {
        n = n.subtract(BigInteger.ONE);
    }

    public void setDigits(char[] digits) {
        this.digits = digits;
    }

    public String toString() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        BigInteger base = BigInteger.valueOf(digits.length);
        for (BigInteger v = n; v.compareTo(BigInteger.ZERO) > 0; v = v.divide(base)) {
            sb.append(digits[v.mod(base).intValue()]);
        }
        return sb.length() == 0 ? "" + digits[0] : sb.reverse().toString();
    }

}

private void test(String s) {
    Counter counter = new Counter();
    counter.setDigits(s.toCharArray());
    for (int i = 0; i < 100; i++, counter.inc()) {
        System.out.println(counter);
    }
}

private void test() {
    test("0123456789");
    test("fgh");
    test("QwErTyUiOpAsDfGhJkLzXcVbNm");
}