完整教程:Python趣味算法:巧解对称数:求车速问题详解

一道有趣的数学问题,带你掌握循环结构与数字分解技巧

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目录

一、问题背景:发现对称数的奥秘

1.1 问题描述:

1.2 什么是对称数?

二、问题分析:从数学到编程的思维转换

2.1 数学建模思路

2.2 编程解决思路

三、算法设计与实现

3.1 核心算法原理

3.2 对称条件数学表达:

3.3 完整代码实现

3.4 代码详解与注释

3.4.1 数字分解算法解析

3.4.2 对称数判断原理

四、运行结果与分析

4.1 程序运行结果

=== 方法一:for循环实现 ===

=== 方法二:字符串方法实现 ===

=== 方法三:while循环实现 ===

4.2 结果验证

4.2.1 数学验证:

4.2.2 对称验证:

五、算法优化与扩展

5.1 性能优化方案

5.2 通用对称数查找函数

六、总结与思考

6.1 关键技术点总结

6.2 算法比较

6.3 实际应用拓展

七、互动与练习

思考题:

版权声明:本文代码原创部分由CSDN博主「坐路边等朋友」提供,技术解析部分原创,转载请注明出处。  


一、问题背景:发现对称数的奥秘

在日常编程学习中,我们经常会遇到一些有趣的数学问题,这些问题不仅能锻炼我们的编程思维,还能帮助我们掌握基本的算法设计技巧。今天我们要解决的"求车速"问题就是这样一个经典案例。

1.1 问题描述:

一辆以固定速度行驶的汽车,司机在上午10点看到里程表上的读数是一个对称数95859(即从左向右读和从右向左读完全一样)。两小时后里程表上出现了一个新的对称数,该数仍为5位数。问该车的速度是多少?新的对称数是多少?

1.2 什么是对称数?

对称数也叫回文数,是指正读反读都一样的数字。比如121、1331、95859等都是对称数。

二、问题分析:从数学到编程的思维转换

2.1 数学建模思路

根据题意,我们可以得出以下关键信息:

  • 起始对称数:95859

  • 时间间隔:2小时

  • 新对称数:5位数且大于95859

  • 车速恒定

我们需要找到大于95859的下一个5位对称数,然后根据时间差计算车速。

2.2 编程解决思路

  1. 循环试探:从95860开始逐个检查每个数字

  2. 数字分解:将5位数分解为单个数字

  3. 对称判断:检查数字是否满足对称条件

  4. 结果计算:找到对称数后计算车速

三、算法设计与实现

3.1 核心算法原理

算法的核心在于如何高效地判断一个5位数是否为对称数。我们采用数字分解的方法,将5位数分解为万位、千位、百位、十位和个位,然后比较对称位置上的数字。

3.2 对称条件数学表达:

万位 == 个位 且 千位 == 十位

3.3 完整代码实现

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
# @author : CSDN坐路边等朋友
# @desc: 求车速 - 对称数问题
def find_next_palindrome():
    """
    寻找95859之后的下一个5位对称数并计算车速
    """
    start_reading = 95859  # 起始里程数
    # 方法一:使用for循环
    print("=== 方法一:for循环实现 ===")
    a = [0, 0, 0, 0, 0]  # 列表a用来存放分解后的5个数字
    # i为里程数初始值,因最后结果仍是5位数,故最大值为100000
    for i in range(95860, 100000):
        # 从高到低分解当前i中保存的5位数,并顺次存放在数组元素a[0]~a[4]中
        t = 0  # 列表a的下标
        k = 100000
        while k >= 10:
            a[t] = (i % k) // (k // 10)  # 保存分解后的数字
            k //= 10  # 注意:这里使用整数除法
            t += 1
        # 判断是否为对称数:a[0]~a[4]分别对应万位到个位
        if a[0] == a[4] and a[1] == a[3]:
            new_reading = a[0] * 10000 + a[1] * 1000 + a[2] * 100 + a[3] * 10 + a[4]
            speed = (new_reading - start_reading) / 2.0
            print(f"找到新的对称数: {a[0]}{a[1]}{a[2]}{a[3]}{a[4]}")
            print(f"分解后的数字: 万位={a[0]}, 千位={a[1]}, 百位={a[2]}, 十位={a[3]}, 个位={a[4]}")
            print(f"对称验证: 万位({a[0]}) == 个位({a[4]}), 千位({a[1]}) == 十位({a[3]})")
            print(f"里程增加: {new_reading} - {start_reading} = {new_reading - start_reading} 公里")
            print(f"该车的速度为: {speed:.2f} 公里/小时")
            return new_reading, speed
def a
posted @ 2025-12-05 15:00  gccbuaa  阅读(0)  评论(0)    收藏  举报