0

我有一个应该搜索完美数字的程序。(如果除以 X 的所有数字的总和除以 2 等于 X,则 X 是完美数)
sum/2 = x

现在它找到了前四个,它们在古希腊就为人所知,所以它并不是什么了不起的东西。

下一个应该是 33550336。

我知道这是一个很大的数字,但是程序已经运行了大约 50 分钟,仍然没有找到 33550336。

是因为我在程序运行时打开了存储所有完美数字的 .txt 文件,还是因为我没有足够快的 PC 来运行它*,还是因为我使用的是 Python?

*注意:这台 PC 在 10 分钟内分解了 500 000(同时还运行完美的数字程序和带有 3 个 YouTube 标签的 Google Chrome),也使用 Python。

这是程序的代码:

i = 2
a = open("perfect.txt", 'w')
a.close()
while True:
    sum = 0
for x in range(1, i+1):
    if i%x == 0:
        sum += x
if sum / 2 == i:
    a = open("perfect.txt", 'a')
    a.write(str(i) + "\n")
    a.close()
i += 1
4

3 回答 3

5

下一个应该是 33550336。

您的代码(我修复了缩进,以便它原则上可以执行您想要的操作):

i = 2
a = open("perfect.txt", 'w')
a.close()
while True:
    sum = 0
    for x in range(1, i+1):
        if i%x == 0:
            sum += x
    if sum / 2 == i:
        a = open("perfect.txt", 'a')
        a.write(str(i) + "\n")
        a.close()
    i += 1

i除法以找到 的除数i

所以要找到完美的数字n,它确实

2 + 3 + 4 + ... + (n-1) + n = n*(n+1)/2 - 1

for循环中的分裂。

现在,对于n = 33550336,那将是

Prelude> 33550336 * (33550336 + 1) `quot` 2 - 1
562812539631615

大约 5.6 * 10 14 个分区。

假设您的 CPU每秒可以进行 10 9分区(很可能不能,根据我的经验,10 8是一个更好的估计,但即使是对于intC 中的机器 s),这将需要大约 560,000 秒。一天有 86400 秒,所以大约是六天半(10 8估计超过两个月)。

你的算法太慢了,无法在合理的时间内达到。

如果您不想使用数论(即使是完美的数字也有一个非常简单的结构,如果有任何奇完美的数字,它们一定是巨大的),您仍然可以通过只除以平方根来做得更好找到除数,

i = 2
a = open("perfect.txt", 'w')
a.close()
while True:
    sum = 1
    root = int(i**0.5)
    for x in range(2, root+1):
        if i%x == 0:
            sum += x + i/x
    if i == root*root:
        sum -= x        # if i is a square, we have counted the square root twice
    if sum == i:
        a = open("perfect.txt", 'a')
        a.write(str(i) + "\n")
        a.close()
    i += 1

这只需要大约 1.3 * 10 11 个除法,并且应该在几个小时内找到第五个完美数字。

无需求助于甚至完美数的显式公式(2^(p-1) * (2^p - 1)对于素数p这样的素数),您可以通过找到素数分解并从中计算除数2^p - 1来加快速度。i这将使所有合数的测试更快,对大多数人来说更快,

def factorisation(n):
    facts = []
    multiplicity = 0
    while n%2 == 0:
        multiplicity += 1
        n = n // 2
    if multiplicity > 0:
        facts.append((2,multiplicity))
    d = 3
    while d*d <= n:
        if n % d == 0:
            multiplicity = 0
            while n % d == 0:
                multiplicity += 1
                n = n // d
            facts.append((d,multiplicity))
        d += 2
    if n > 1:
        facts.append((n,1))
    return facts

def divisorSum(n):
    f = factorisation(n)
    sum = 1
    for (p,e) in f:
        sum *= (p**(e+1) - 1)/(p-1)
    return sum

def isPerfect(n):
    return divisorSum(n) == 2*n

i = 2
count = 0
out = 10000
while count < 5:
    if isPerfect(i):
        print i
        count += 1
    if i == out:
        print "At",i
        out *= 5
    i += 1

在我的机器上大约需要 40 分钟。

不错的估计:

$ time python fastperf.py 
6
28
496
8128
33550336

real    36m4.595s
user    36m2.001s
sys     0m0.453s
于 2013-04-27T22:05:47.140 回答
0

很难尝试推断为什么会发生这种情况。我建议您在调试器下运行程序并手动测试几次迭代以检查代码是否真的正确(我知道您已经计算了 4 个数字,但仍然如此)。或者,最好在 python 分析器下运行您的程序,以查看它是否没有意外地被锁或其他东西阻塞。

于 2013-04-26T22:51:37.243 回答
0

这是可能的,但不太可能是与您在文件运行时打开文件有关的问题。如果这是一个问题,可能会有一些错误消息和/或程序关闭/崩溃。

我会编辑程序以每隔一段时间将日志类型的输出写入文件。例如,每次您处理的目标数字是 1 百万的偶数倍时,将日期时间和当前数字以及最后成功数字写入(打开-追加-关闭)日志文件。

然后,您可以不时Type地使用文件来衡量进度。

于 2013-04-26T23:16:56.570 回答