题目 2706: 蓝桥杯2022年第十三届研究生组决赛真题-六六大顺
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python解法答案仅此一份

要解决数列 B 前 n 项和的问题,核心是通过数学公式推导简化计算,避免逐位模拟的低效操作。以下是高效且符合时间/内存限制的解决方案:

数学推导(关键)

⚠️由于文本的局限性推导过程会在最后附上手写算式⚠️

1. 数列 A 的通项:
a_i 是由 i 个 6 组成的数

​2. 数列 B 的通项:
b_i = a_i^2 ,代入 a_i

3. 前 n 项和 S_n :
对 b_i 求和,利用等比数列求和公式化简;分别计算三个求和项
​最后代入后通分化简

1. 构造大数字符串

  • term1:表示 (100^(n+1) - 100)/99
    • 字符串形式:"10" 重复 n 次 + "0"
    • 示例:n=1 → "100"n=2 → "10100"
  • term2:表示 2*(10^(n+1)-10)/9
    • 字符串形式:"2" 重复 n 次 + "0"
    • 示例:n=1 → "20"n=2 → "220"

2. 字符串减法 (subtract函数)

  • 功能:计算 term1 - term2
  • 实现原理
    1. 对齐位数:在较短数字前补0
    2. 从低位到高位逐位相减
    3. 处理借位:若当前位不够减,向高位借1(+10)
    4. 移除结果的前导零
  • 示例subtract("100", "20")
100
-20
---
 80  // 逐位计算:0-0=0, 0-2借位→10-2=8, 1-0-借位=0

3. 字符串加法 (add函数)

  • 功能:将减法结果加上 n
  • 实现原理
    1. 对齐位数:在较短数字前补0
    2. 从低位到高位逐位相加
    3. 处理进位:和≥10时进位
  • 示例add("80", "1")
 80
+ 01
----
 81  // 0+1=1, 8+0=8

4. 字符串乘以4 (multiply4函数)

  • 功能:将加法结果乘以4
  • 实现原理
    1. 从低位到高位逐位乘以4
    2. 处理进位:乘积≥10时进位
  • 示例multiply4("81")
81 × 4:
  1×4 = 4 → 写4
  8×4 = 32 → 写2,进位3 → 最终324

5. 字符串除以9 (divide9函数)

  • 功能:将乘法结果除以9
  • 实现原理
    1. 从高位到低位逐位处理
    2. 当前值 = 余数×10 + 当前位数字
    3. 商 = 当前值 // 9
    4. 余数 = 当前值 % 9
    5. 跳过商的前导零
  • 示例divide9("324")
3 // 9 = 0 (跳过)
32 // 9 = 3 → 余数5
54 // 9 = 6 → 商36

6. 完整计算流程

n = int(input())
term1 = "10" * n + "0"      # 构造term1
term2 = "2" * n + "0"       # 构造term2
diff = subtract(term1, term2)  # 大数减法
sum_val = add(diff, str(n))    # 加上n
product = multiply4(sum_val)   # 乘以4
result = divide9(product)      # 除以9
print(result)

关键编程技巧

  1. 大数表示:用字符串避免数值溢出
  2. 逐位运算:模拟手工计算过程
  3. 进位/借位处理
    • 加法/乘法:从低位向高位处理进位
    • 减法:从低位向高位处理借位
  4. 前导零处理
    • 减法结果需删除前导零
    • 除法结果需跳过前导零
  5. 边界处理:空结果返回”0″

复杂度分析

存储中间结果的字符串长度与n成正比

时间复杂度:O(n)

所有字符串操作(加/减/乘/除)均与数字位数成线性关系

数字最大长度约 2n+1

空间复杂度:O(n)

    完整答案

    n = int(input())
    
    # 构造term1: (100^(n+1) - 100)/99,形式为"10"*n + "0"
    term1 = "10" * n + "0"
    
    # 构造term2: 2*(10^(n+1)-10)/9,形式为"2"*n + "0"
    term2 = "2" * n + "0"
    
    def subtract(a, b):
        """字符串减法:返回a - b(确保a >= b)"""
        len_a = len(a)
        len_b = len(b)
        # 补全b的长度,前导补0
        b = '0' * (len_a - len_b) + b
        result = []
        borrow = 0
        for i in range(len_a - 1, -1, -1):
            digit_a = int(a[i]) - borrow
            digit_b = int(b[i])
            if digit_a < digit_b:
                digit_a += 10
                borrow = 1
            else:
                borrow = 0
            result.append(str(digit_a - digit_b))
        # 去除前导0
        result_str = ''.join(reversed(result)).lstrip('0')
        return result_str if result_str else '0'
    
    
    diff = subtract(term1, term2)
    
    def add(a, b):
        """字符串加法:返回a + b"""
        max_len = max(len(a), len(b))
        a = a.zfill(max_len)
        b = b.zfill(max_len)
        result = []
        carry = 0
        for i in range(max_len - 1, -1, -1):
            total = int(a[i]) + int(b[i]) + carry
            carry = total // 10
            result.append(str(total % 10))
        if carry:
            result.append(str(carry))
        return ''.join(reversed(result))
    
    
    sum_diff_term3 = add(diff, str(n))
    
    def multiply4(s):
        """字符串乘以4"""
        result = []
        carry = 0
        for c in reversed(s):
            product = int(c) * 4 + carry
            carry = product // 10
            result.append(str(product % 10))
        if carry:
            result.append(str(carry))
        return ''.join(reversed(result))
    
    
    product = multiply4(sum_diff_term3)
    
    def divide9(s):
        """字符串除以9(结果为整数)"""
        result = []
        remainder = 0
        for c in s:
            num = remainder * 10 + int(c)
            q = num // 9
            remainder = num % 9
            if q == 0 and not result:  # 跳过前导0
                continue
            result.append(str(q))
        return ''.join(result) if result else '0'
    
    
    print(divide9(product))
    
    
    
    

    文末附加内容

    评论

    1. 123
      Windows Edge
      10 月前
      2025-8-16 14:22:41

      木析哥哥好帅

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