【揭秘黑洞排序】C语言中的神秘算法解析与实战技巧

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黑洞排序，又称为 Kaprekar 算法，是一种独特的排序算法，它经由过程一系列的数学操纵将一个四位数转换成数字黑洞 6174。这个算法最初由印度数学家 D.R. Kaprekar 提出，因其独特的性质跟简单的实现方法而遭到关注。

黑洞排序算法道理

黑洞排序的基本头脑是将一个四位数的数字按照非递增次序陈列跟递减次序陈列，然后相减，反复这个过程，终极会掉掉落数字 6174，也就是数字黑洞。以下是具体的步调：

输入一个四位数，假如这个数是 6174，则直接输出成果。
将这个数的每一位数字按照非递增次序陈列，掉掉落一个新数。
将这个数的每一位数字按照递减次序陈列，掉掉落另一个新数。
用步调 2 中掉掉落的新数减去步调 3 中掉掉落的新数。
将掉掉落的差值作为新的四位数，反复步调 2 到 4，直到成果为 6174。

C言语实现黑洞排序

下面是利用 C 言语实现黑洞排序的代码示例：

#include <stdio.h>

// 将四位数转换为字符串
void toStr(int num, char str[5]) {
    str[0] = num / 1000 + '0';
    str[1] = (num % 1000) / 100 + '0';
    str[2] = (num % 100) / 10 + '0';
    str[3] = num % 10 + '0';
    str[4] = '\0';
}

// 比较两个字符串的大小，前去值与strcmp雷同
int customStrCmp(const char *a, const char *b) {
    int i = 0;
    while (a[i] != '\0' && b[i] != '\0') {
        if (a[i] != b[i]) return a[i] - b[i];
        i++;
    }
    return a[i] - b[i];
}

// 履行黑洞排序
void kaprekarRoutine(int num) {
    int count = 0;
    char str[5];
    while (num != 6174) {
        toStr(num, str);
        char max[5] = {str[0], str[1], str[2], str[3], '\0'};
        char min[5] = {str[0], str[1], str[2], str[3], '\0'};
        int i = 0, j = 0;
        // 生成最大年夜数跟最小数
        for (i = 0; i < 4; i++) {
            if (str[i] > max[i]) {
                for (j = 3; j >= i; j--) {
                    max[j] = max[j - 1];
                }
                max[i] = str[i];
            }
            if (str[i] < min[i]) {
                for (j = 3; j >= i; j--) {
                    min[j] = min[j - 1];
                }
                min[i] = str[i];
            }
        }
        // 打算差值
        num = (customStrCmp(max, min) > 0) ? customStrCmp(max, min) : customStrCmp(min, max);
        printf("%s - %s %d\n", max, min, num);
        count++;
    }
    printf("Number of operations: %d\n", count);
}

int main() {
    int num;
    scanf("%d", &num);
    if (num == 6174) {
        printf("%d\n", num);
    } else {
        kaprekarRoutine(num);
    }
    return 0;
}

实战技能

字符串处理：黑洞排序算法涉及到字符串的处理，可能利用字符串来便利地停止排序跟比较操纵。
数学操纵：懂得数学操纵是关键，特别是怎样将四位数转换为字符串，以及怎样从字符串中生成最大年夜数跟最小数。
轮回跟递归：黑洞排序算法可能经由过程轮回实现，但递归可能会使代码愈加简洁易懂。

经由过程以上剖析跟实战技能，你可能更好地懂得跟实现黑洞排序算法。