用欧拉计划学Rust语言(第17~21题)
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了用欧拉计划学Rust语言(第17~21题)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
最近想学习Libra数字货币的MOVE语言,发现它是用Rust编写的,所以先补一下Rust的基础知识。学习了一段时间,发现Rust的学习曲线非常陡峭,不过仍有快速入门的办法。
学习任何一项技能最怕没有反馈,尤其是学英语、学编程的时候,一定要“用”,学习编程时有一个非常有用的网站,它就是“欧拉计划”,网址: https://projecteuler.net
这个网站提供了几百道由易到难的数学问题,你可以用任何办法去解决它,当然主要还得靠编程,编程语言不限,论坛里已经有Java、C#、Python、Lisp、Haskell等各种解法,当然如果你直接用google搜索答案就没任何乐趣了。
学习Rust最好先把基本的语法和特性看过一遍,然后就可以动手解题了,解题的过程就是学习、试错、再学习、掌握和巩固的过程,学习进度会大大加快。
第17题
问题描述:
1到1000用英文单词写下来,求总字符个数(空格和连字符不算),例如:342,英文单词是:three hundred and forty-two。
问题分解:
- 数字转换成英文单词
- 1到19的拼写
- 20到99的拼写
- 100到999的拼写
- 1000的拼写
- 单词中去掉空格和连字符
- 取字符总数
1到19的拼写比较特殊,需要分别对待,而超过20的数,可以利用递归调用。这里可以学到String的语法知识点。Rust中的字符串有点烦人,list[n].to_string()、"one thousand".to_string()的这种写法让人非常不适应。除了String之外,还有字符串切片(slice)、字符常量,需要看基础教程慢慢理解。
fn english_number(n: usize) -> String
let list0_9 = vec![
"zero", "one", "two", "three", "four",
"five", "six", "seven", "eight", "nine",
];
if n <= 9
return list0_9[n].to_string();
if n <= 19
let list = vec![
"ten", "eleven", "twelve", "thirteen", "fourteen",
"fifteen", "sixteen", "seventeen", "eighteen", "nineteen",
];
return list[n - 10].to_string();
if n <= 99
let a: usize = n / 10; // 十位
let b: usize = n % 10;
let list = vec![
"", "", "twenty", "thirty", "forty",
"fifty", "sixty", "seventy", "eighty", "ninety"
];
let str = list[a].to_string();
if b > 0
return str + "-" + &english_number(b);
return str;
if n <= 999
let a: usize = n / 100; // 百位
let b: usize = n % 100;
let str = list0_9[a].to_string() + " hundred";
if b > 0
return str + " and " + &english_number(b);
return str;
if n == 1000
return "one thousand".to_string();
return "unknown".to_string();
从字符串里移除特定的字符,要利用函数式编程,还有filter()和collect()函数,一气呵成。filter()函数中的*c又是让人写错的地方。
fn remove_space(s: &str) -> String
s.chars().filter(|c| *c != ' ' && *c != '-').collect()
主程序就比较容易了,求和即可。
let mut sum = 0;
for n in 1..=1000
let s = remove_space(&english_number(n));
sum += s.len();
// println!(": ", n, english_number(n), s.len());
println!("", sum);
第18题
问题描述:
从堆成三角的数字中,找到一条路径,使其和最大,求和。一个节点的下一个点只能是下一层的左、右节点。
为了节省内存空间,用一维数组表示这些数,需要准确地计算出各个索引位置的行号,我为了方便,最上一层的行号为1。
let w = [
75, // row 1
95, 64, // row 2
17, 47, 82, // row 3
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,
];
在数组中的第n个数,行号是多少?利用了第r行一定有r个数的性质。
fn row(n: usize) -> usize
let mut s = 0;
for r in 1..
s += r;
if s > n return r;
return 0;
根据上面行号的性质,可以得出节点n的下一层的左节点的编号是 n + r,右节点是 n + r + 1。
求路径的和的时候可以利用递归,终止条件是遇到最底一层的时候,由于原题只让求路径长度,这里没有记下来所走路径的编号。
fn max_path_weight(w: &[u32], n: usize) -> u32
if n >= w.len() return 0; //越界判断
let r = row(n);
let bottom_row = row(w.len() - 1);
if r == bottom_row // 递归的退出条件
return w[n];
let left = max_path_weight(w, n + r);
let right = max_path_weight(w, n + r + 1);
let max = if left > right left else right;
return w[n] + max;
主程序调用只需要一行,数组的总层数不多,复杂度不高,没再做进一步的性能优化。
println!("", max_path_weight(&w, 0));
第19题
问题描述:
求20世纪(1901年1月1日到2000年12月31日)有多少个月的一号是星期日?
本题当然可以利用闰年的性质,只用数学公式就能算出来,这里用编程办法,熟悉一下日期时间的函数库。
关于日期的库用chrono,网上有些资料比较老,建议直接参考官网上的帮助,写得非常详细,少走一些弯路。
在https://docs.rs 网站上搜索chrono即可。
use chrono::prelude::*;
use time::Duration;
代码简单粗暴,每次加一天,用到Duration;判断星期几用到weekday(),判断几号用了day(),逻辑很简单。
let mut count = 0;
let mut d = Utc.ymd(1901, 1, 1);
while d <= Utc.ymd(2000, 12, 31)
if d.weekday() == Weekday::Sun && d.day() == 1
println!("", d);
count += 1;
d = d + Duration::days(1);
println!("", count);
第20题
问题描述:
求100的阶乘中所有数字之和。
本题与第16题非常相似,稍微修改就出来,不解释。
let mut prod = BigUint::from(1 as u64);
for i in 1..=100
prod *= BigUint::from(i as u64);
let full_str = prod.to_str_radix(10);
let s = full_str
.chars()
.map(|c| c.to_digit(10).unwrap())
.sum::<u32>();
println!("", s);
第21题
问题描述:
10000之内的所有亲和数之和。所谓亲和数,是指两个正整数中,彼此的全部约数之和(本身除外)与另一方相等。比如,220的因子有1, 2, 4, 5, 10, 11, 20, 22, 44, 55 和 110,因子之和是 284,而284的所有因子是 1, 2, 4, 71 和 142,因子之和是220。
问题分解:
- 求所有因子
- 因子求和
- 找出亲和数
- 亲和数再求和
在第12题里已经求出了一半的因子,函数是:
fn half_factors(num: u32) -> Vec<u32>
let s = (num as f32).sqrt() as u32;
(1..=s).filter(|x| num % x == 0).collect::<Vec<u32>>()
很容易补上后面的一半因子。
fn proper_divisors(num: u32) -> Vec<u32>
let mut v = half_factors(num);
for i in (1..v.len()).rev() //不要num自身,所以从1开始
v.push(num / v[i]);
v
所有因子求和:
fn proper_divisors_sum(num: u32) -> u32
let divs = proper_divisors(num);
divs.iter().sum::<u32>()
主程序暴力循环即可,10000之内只有5对亲和数:
let mut sum = 0;
for a in 1u32..10000
let b = proper_divisors_sum(a);
if a != b && proper_divisors_sum(b) == a
sum += a;
println!(" ", a, b);
println!("", sum);
因为亲和数是成对出现的,还可以优化性能,引入一个数组,这里不再展开了。
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