软工日报5.14

8-3 【Python0004】验证6174猜想

分数 10

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作者 doublebest

单位 石家庄铁道大学

【题目描述】1955年，卡普耶卡(D.R.Kaprekar)对4位数字进行了研究，发现一个规律：对任意各位数字不相同的4位数，使用各位数字能组成的最大数减去能组成的最小数，对得到的差重复这个操作，最终会得到6174这个数字，并且这个操作最多不会超过7次。请编写程序验证这个猜想。
【练习要求】请给出源代码程序和运行测试结果，源代码程序要求添加必要的注释。
【输入格式】在一行中输入一个任意各位数字不相同的4位数。
【输出格式】验证6174猜想，输出过程中计算得到的各数，数据间以空格为间隔。
【输入样例】2694
【输出样例】2694 7173 6354 3087 8352 6174

 

代码：

def kaprekar_process(num):
    if not 1000 <= num <= 9999 or len(set(str(num))) != 4:
        raise ValueError("输入必须是一个4位数且各位数字各不相同。")

    count = 0
    while num != 6174:
        # 将数字排序，得到最小数和最大数
        num_str = ''.join(sorted(str(num)))
        min_num = int(num_str)
        max_num = int(''.join(sorted(str(num), reverse=True)))

        # 计算差值
        num = max_num - min_num
        # 确保结果仍然是一个4位数，通过在前面补0
        num = num % 10000

        count += 1
        # 防止无限循环，最多尝试7次
        if count > 7:
            return -1

    return count

try:
    num = int(input("请输入一个4位数，且各位数字不相同："))
    steps = kaprekar_process(num)
    if steps != -1:
        print(f"经过{steps}次操作后，得到了6174。")
    else:
        print("ERROR")
except ValueError as e:
    print(e)