/// <summary>
/// Метод поиска решения задачи перебором. Используется для тестирования разрабатываемого метода.
/// Да, тесты надо писать по-другому.
/// </summary>
/// <param name="usingDigits">Используемые цифры в системе счисления.</param>
/// <param name="digitsCount">Количество цифр в проверяемых числах.</param>
/// <param name="checkingRanks">Количество проверяемых 'разрядов' (цифр) слева и справа.</param>
/// <param name="useLog">Использовать ли вывод в консоль для логов.</param>
/// <returns>Результат решения задачи.</returns>
private static BigInteger TestMultiThreadGetLuckyTicketsCount(IReadOnlyList <char> usingDigits, int digitsCount, byte checkingRanks, bool useLog)
{
if (useLog)
{
Console.WriteLine($"Тестируем многопоточным перебором с параметрами ({usingDigits.Count}, {digitsCount}, {checkingRanks})...");
}
var minNumberIncl = 0L;
var maxNumberNotIncl = new NumberX(new string(usingDigits[usingDigits.Count - 1], digitsCount), usingDigits).ToInteger() + 1;
if (maxNumberNotIncl < 0)
{
throw new Exception();
}
var luckyTicketCount = new BigInteger(0);
var resultLocker = new object();
var task = Parallel.For(minNumberIncl, maxNumberNotIncl, base10Number =>
{
var baseXNumber = new NumberX(base10Number, usingDigits);
var delta = 0;
for (var rank = 0; rank < checkingRanks; rank++)
{
delta += baseXNumber.ToInteger(rank) - baseXNumber.ToInteger(digitsCount - 1 - rank);
}
if (delta == 0)
{
lock (resultLocker)
{
luckyTicketCount++;
}
}
});
if (useLog)
{
Console.WriteLine($"[Тестовый многопоточный перебор] Результат: {luckyTicketCount}");
}
return(luckyTicketCount);
}
/// <summary>
/// Метод поиска решения задачи перебором. Используется для тестирования разрабатываемого метода.
/// Да, тесты надо писать по-другому.
/// </summary>
/// <param name="usingDigits">Используемые цифры в системе счисления.</param>
/// <param name="digitsCount">Количество цифр в проверяемых числах.</param>
/// <param name="checkingRanks">Количество проверяемых 'разрядов' (цифр) слева и справа.</param>
/// <param name="useLog">Использовать ли вывод в консоль для логов.</param>
/// <returns>Результат решения задачи.</returns>
private static BigInteger TestSingleThreadGetLuckyTicketsCount(IReadOnlyList <char> usingDigits, int digitsCount, byte checkingRanks, bool useLog)
{
if (useLog)
{
Console.WriteLine($"Тестируем однопоточным перебором с параметрами ({usingDigits.Count}, {digitsCount}, {checkingRanks})...");
}
var luckyTicketCount = new BigInteger(0);
var numberX = new NumberX(0, usingDigits);
var maxNumberX = new NumberX(new string(usingDigits[usingDigits.Count - 1], digitsCount), usingDigits);
maxNumberX.IncrementAbs();
while (numberX != maxNumberX)
{
var delta = 0;
for (var rank = 0; rank < checkingRanks; rank++)
{
delta += numberX.ToInteger(rank) - numberX.ToInteger(digitsCount - 1 - rank);
}
if (delta == 0)
{
luckyTicketCount++;
}
numberX.IncrementAbs();
}
if (useLog)
{
Console.WriteLine($"[Тестовый однопоточный перебор] Результат: {luckyTicketCount}");
}
return(luckyTicketCount);
}
/// <summary>
/// Метод решения задачи. Находит количество красивых чисел в заданной системе счисления, у которых сумма первых [checkingRanks] цифр слева равна сумме первых [checkingRanks] цифр справа.
/// </summary>
/// <param name="usingDigits">Цифры, используемые в системе счисления.</param>
/// <param name="digitsCount">Количество цифр в проверяемых числах.</param>
/// <param name="checkingRanks">Количество проверяемых 'разрядов' (цифр) слева и справа.</param>
/// <param name="useLog">Использовать ли вывод в консоль для логов.</param>
/// <returns>Результат решения задачи.</returns>
private static BigInteger GetLuckyTicketsCount(IReadOnlyList <char> usingDigits, byte digitsCount, byte checkingRanks, bool useLog)
{
var numberBase = usingDigits.Count;
if (useLog)
{
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("========================================");
Console.WriteLine();
Console.WriteLine($"Начинаем решать задачу поиска красивых чисел для {digitsCount}-значных чисел в {numberBase}-ичной системе счисления с проверкой по {checkingRanks} первых цифр слева и справа:");
}
var notCheckingRanks = digitsCount - checkingRanks * 2;
if (notCheckingRanks < 0)
{
Console.WriteLine($"Ошибка: Аргумент '{nameof(digitsCount)}' должен быть минимум в 2 раза больше, чем аргумент '{nameof(checkingRanks)}'.");
return(-1);
}
var notCheckingMultiplier = 1;
if (notCheckingRanks == 0)
{
if (useLog)
{
Console.WriteLine("Обнаружено, что все цифры в числах будут проверяться. Дополнительная оптимизация неактуальна.");
}
}
else
{
notCheckingMultiplier = (int)Math.Pow(numberBase, notCheckingRanks);
if (useLog)
{
Console.WriteLine($"Обнаружено, что {notCheckingRanks} цифр(ы) в числах не будут проверяться. Следовательно, на каждую искомую проверяемую комбинацию у нас будет по {numberBase}^{notCheckingRanks} подходящих вариантов.");
}
}
if (useLog)
{
Console.WriteLine($"Т.к. по заданию у нас все числа содержат {digitsCount} цифр (включая ведущие нули) и мы рассматриваем все без исключения такие числа, для каждой суммы первых {checkingRanks} цифр 'слева' гарантированно будет один или несколько подходящих вариантов расположения первых {checkingRanks} цифр 'справа' с такой же суммой цифр.");
}
var numberX = new NumberX(0, usingDigits);
var maxNumberX = new NumberX(new string(usingDigits[numberBase - 1], checkingRanks), usingDigits);
var differentSumsCount = maxNumberX.GetDigitsSum() + 1; // не забываем про ноль.
if (useLog)
{
Console.WriteLine($"Получается, что для решения задачи достаточно перебрать {numberBase}-ичные числа от '{numberX}' до '{maxNumberX}', сосчитать количество вариантов N для каждой суммы цифр 'слева' - для каждого из этих вариантов будет N вариантов искомых цифр 'справа', т.е. чтобы получить результирующее количество вариантов - нужно полученное значение возвести в квадрат.");
Console.WriteLine($"Определили, что различных сумм цифр у нас будет {differentSumsCount}.");
}
var sums = new int[differentSumsCount];
maxNumberX.IncrementAbs(); // чтобы последняя проверка с самим макс. числом тоже прошла
while (numberX.ToString() != maxNumberX.ToString())
{
var digitsSum = numberX.GetDigitsSum();
sums[digitsSum]++;
numberX.IncrementAbs();
}
var result = new BigInteger(0);
if (useLog)
{
Console.WriteLine("Сосчитали количество сочетаний цифр для каждой из сумм цифр:");
}
for (var sum = 0; sum < differentSumsCount; sum++)
{
var variantsCount = sums[sum];
result += new BigInteger(variantsCount) * new BigInteger(variantsCount);
if (useLog)
{
Console.WriteLine($"- {sum}: {variantsCount}");
}
}
if (useLog)
{
Console.WriteLine($"Итоговое количество искомых проверяемых комбинаций: {result}");
}
if (notCheckingMultiplier != 1)
{
result *= new BigInteger(notCheckingMultiplier);
if (useLog)
{
Console.WriteLine($"Множитель дополнительной оптимизации, описанной выше: {notCheckingMultiplier}.");
}
}
if (useLog)
{
Console.WriteLine("----------------------------------------");
Console.WriteLine($"Результат выполнения задачи: {result}");
Console.WriteLine("----------------------------------------");
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("========================================");
Console.WriteLine();
}
return(result);
}
