python经典百题之各项数想加之和

题目:求s=a+aa+aaa+aaaa+aa...a的值,其中a是一个数字。例如2+22+222+2222+22222(此时

共有5个数相加),几个数相加有键盘控制。

方法一:循环累加

思路:通过循环实现累加,将每一项的值计算出来并累加到总和中。具体实现时,可以使用字符串连接的方式构造出每一项的值。

代码实现:

python 复制代码
a = input("请输入数字a:")
n = int(input("请输入要相加的项数n:"))
s = 0
t = a
for i in range(n):
    s += int(t)
    t += a
print("s的值为:", s)

优点:简单易懂,无需使用复杂的算法,易于实现。

缺点:当项数很大时,会生成大量的字符串对象,造成内存浪费。同时,字符串相加的运算速度较慢,当项数很大时,计算耗时较多。

方法二:数学公式

思路:通过求和公式计算出总和。对于形如a+aa+aaa+aaaa+...的数列,可以将其表示为a*(10^0 + 10^1 + 10^2 + ... + 10^(n-1)),其中n为项数。

根据等比数列求和公式,10^0 + 10^1 + 10^2 + ... + 10^(n-1) = (10^n - 1) / 9,代入原始公式中可得到s = a * ((10^n - 1) / 9)。

代码实现:

python 复制代码
a = int(input("请输入数字a:"))
n = int(input("请输入要相加的项数n:"))
s = a * ((10 ** n - 1) // 9)
print("s的值为:", s)

优点:效率高,不需要循环累加和生成大量的字符串对象。

缺点:需要掌握求和公式,不够直观。

方法三:位运算

思路:将每一项的值表示成二进制形式,然后通过位运算实现累加。具体实现时,可以先生成一个全为1的二进制数,然后依次将其右移,同时加上上一项的值,最终得到总和。

代码实现:

python 复制代码
a = int(input("请输入数字a:"))
n = int(input("请输入要相加的项数n:"))
s = 0
t = 0xffffffff
for i in range(n):
    t = (t >> 3) & 0x1fffffff  # 每次右移3位,相当于乘以8,与0x1fffffff相与是为了保证高位为0
    s += a * t
print("s的值为:", s)

优点:效率高,不需要生成字符串对象,不需要掌握高级的数学知识。

缺点:实现稍微有些复杂,需要理解位运算的原理。

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