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C++如何判断一个整数是否为异构数

阿涛吖_9668

阿涛吖_9668

发布时间:2026-06-13 20:24:03

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来源于php中文网

原创

自描述数是指一个n位数,其第k位(从0开始)等于数字k在该数中出现的次数;需满足位数n且每位数字∈[0,n−1],如1210是合法的4位自描述数。

c++如何判断一个整数是否为异构数

什么是异构数?先确认定义再写代码

异构数(Autobiographical number)不是常见术语,容易和自描述数(self-descriptive number)混淆。实际编程中,用户想判断的通常是「自描述数」:一个 n 位数,其第 k 位(从左往右,索引从 0 开始)恰好等于该数字中数字 k 出现的次数。

例如 1210 是 4 位自描述数: - 第 0 位是 1 → 数字 0 出现了 1 次(确实只有末尾一个 0) - 第 1 位是 2 → 数字 1 出现了 2 次(两个 1) - 第 2 位是 1 → 数字 2 出现了 1 次(中间那个 2) - 第 3 位是 0 → 数字 3 出现了 0 次(没出现)

注意:严格意义下,自描述数只存在于特定长度(如 4 位、10 位),且必须满足位数 = 基数(即 n 位数只能含数字 0 到 n−1)。

用 string 处理比直接取模更安全

对整数做各位计数时,若用 % 10 / / 10 循环,会丢失前导零信息,且负数、0 的边界处理麻烦。转成 std::string 直观可靠:

  • 先检查是否为非负整数,负数直接返回 false
  • 用 std::to_string(n) 转字符串,得到位数 len
  • 若任意字符不在 '0' 到 '0'+len-1 范围内,直接 false
  • 构建频次数组 count[10] = {0},遍历字符串统计各数字出现次数
  • 再遍历字符串,检查 s[i] 对应的数字是否等于 count[i]

关键校验点:长度与数字范围必须匹配

自描述数的数学约束很强,很多看似合理的数其实不合法:

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下载
  • 1210 合法(4 位,只含 0~3)
  • 2020 不合法:第 0 位是 2,但数字 0 实际出现了 2 次 ✅;第 1 位是 0,但数字 1 出现了 0 次 ✅;第 2 位是 2,但数字 2 出现了 2 次 ✅;第 3 位是 0,但数字 3 出现了 0 次 ✅ → 等等,它其实是合法的(4 位自描述数还有这个)
  • 123 直接拒绝:3 位数却出现了 3(超出 0~2 范围)
  • 1000:长度 4,但第 0 位说「0 出现 1 次」,实际有三个 0 → 不匹配

所以必须在统计前就做范围校验:s[i] - '0' >= len 就立刻 return false。

完整可运行判断函数

bool isSelfDescriptive(int n) {
    if (n < 0) return false;
    std::string s = std::to_string(n);
    int len = s.size();
    std::vector<int> count(10, 0); // 最多统计 0~9
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 先验证每位数字是否越界
for (char c : s) {
    int d = c - '0';
    if (d >= len) return false;
    count[d]++;
}

// 再核对每一位描述是否准确
for (int i = 0; i < len; ++i) {
    int expected = s[i] - '0';
    if (count[i] != expected) return false;
}
return true;

}

注意:该函数不处理前导零输入(如 "0012"),因为 std::to_string(12) 永远不会产生前导零。如果需要支持字符串输入,去掉 int 参数,直接传 const std::string& s 并额外校验是否为空或含非数字字符。

真正容易被忽略的是位数与数字值域的绑定关系——不是所有“每位数字都在 0~9 之间”的数都值得继续算频次,必须第一时间筛掉超范围的位。

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