水仙花Python

原创

mob64ca12edad02 2024-11-15 05:48:58 ©著作权

文章标签 python git 字符串 文章分类 Python 后端开发

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水仙花数的实现

在这个篇章中，我们将学习如何用Python编写一个程序，来识别水仙花数（也称为阿姆斯壮数，Armstrong number）。水仙花数是一种特定的数字，满足以下条件：其各个位上的数字的立方和等于数字本身。例如，153是个水仙花数，因为 (1^3 + 5^3 + 3^3 = 153)。

整体流程

在开始编写代码之前，我们先简单说明一下整个程序的流程。以下是实现水仙花数的步骤：

步骤	描述
1	获取用户输入，输入一个范围
2	遍历该范围的所有数字
3	计算每个数字各位数字的立方和
4	判断立方和是否等于该数字
5	输出水仙花数

步骤详解

下面我们逐步展开每个步骤，并提供对应的代码。

步骤 1: 获取用户输入

我们首先需要获取用户输入来定义范围。这里我们可以使用 input() 函数。

# 获取用户输入的范围
start = int(input("请输入起始数字: "))  # 将输入转为整数
end = int(input("请输入结束数字: "))    # 将输入转为整数

步骤 2: 遍历数字范围

接下来，我们使用 for 循环来遍历我们获取的数字范围。

# 遍历指定范围的数字
for num in range(start, end + 1):  # +1 是因为range的结束值是不包括的

步骤 3: 计算各位数字的立方和

在遍历每个数字时，我们需要将它转换为字符串，以便逐位提取数字。

    # 将数字转换为字符串，方便逐位提取数字
    str_num = str(num)
    # 初始化立方和变量为0
    sum_of_powers = 0
    
    # 遍历数字的每一位
    for digit in str_num:  # digit是从字符中提取出来的单个数字
        sum_of_powers += int(digit) ** len(str_num)  # 立方和

步骤 4: 判断立方和

当计算出各位数字的立方和以后，我们需要和原始数字进行比较。

    # 判断是否为水仙花数
    if sum_of_powers == num:  # 如果立方和等于该数字
        print(f"{num} 是水仙花数")  # 输出水仙花数

步骤 5: 输出结果

如果我们在遍历中找到了水仙花数，则会在控制台打印输出。

完整代码

将这些步骤合并，完整的代码如下：

# 获取用户输入的范围
start = int(input("请输入起始数字: "))
end = int(input("请输入结束数字: "))

# 遍历指定范围的数字
for num in range(start, end + 1):
    str_num = str(num)  # 将数字转换为字符串
    sum_of_powers = 0   # 初始化立方和变量
    
    # 遍历数字的每一位
    for digit in str_num:
        sum_of_powers += int(digit) ** len(str_num)  # 立方和
    
    # 判断是否为水仙花数
    if sum_of_powers == num:
        print(f"{num} 是水仙花数")

关系图

为了更好地理解程序结构，我们可以使用ER图来说明数字及其属性的关系。以下是数字与其属性间的关系图：

erDiagram
    NUM {
        int Value
        int CubeSum
    }
    VALUE ||--o{ CUBE_SUM : Calculates

状态图

程序在运行过程中的状态变化可以用状态图来描绘。以下是程序状态变化的示意图：

stateDiagram
    [*] --> Start
    Start --> GetInput
    GetInput --> LoopThroughRange
    LoopThroughRange --> CalculatePower
    CalculatePower --> CheckNarcissistic
    CheckNarcissistic --> PrintResult
    PrintResult --> LoopThroughRange
    LoopThroughRange --> [*]