Temukan Periode Pisano

20

The Fibonacci urutan adalah urutan baik tahu di mana setiap entri adalah jumlah dari dua sebelumnya dan dua entri pertama adalah 1. Jika kita mengambil modulo setiap istilah dengan konstan urutan akan menjadi periodik. Sebagai contoh jika kita memutuskan untuk menghitung urutan mod 7 kita akan mendapatkan yang berikut:

1 1 2 3 5 1 6 0 6 6 5 4 2 6 1 0 1 1 ...

Ini memiliki periode 16. Urutan terkait, yang disebut urutan Pisano , didefinisikan sedemikian rupa sehingga a(n)merupakan periode urutan fibonacci ketika dihitung modulo n.

Tugas

Anda harus menulis sebuah program atau fungsi yang ketika diberikan nakan menghitung dan mengeluarkan periode mod urutan Fibonacci n. Itu adalah istilah ke-n dalam urutan Pisano.

Anda hanya harus mendukung bilangan bulat pada rentang tersebut 0 < n < 2^30

Ini adalah kompetisi sehingga Anda harus berusaha meminimalkan ukuran kode sumber Anda karena dinilai oleh byte.

Uji kasus

1  -> 1
2  -> 3
3  -> 8
4  -> 6
5  -> 20
6  -> 24
7  -> 16
8  -> 12
9  -> 24
10 -> 60
11 -> 10
12 -> 24
kotak kardus
sumber
3
Batasan pada 2 ^ 30 dapat memastikan semua nilai antara kurang dari 2 ^ 31 tetapi itu masih tidak menjamin bahwa Periode Pisano akan masuk dalam integer bertanda 32-bit. (Saya kira itu alasan keterbatasan Anda?) Periode Pisano bisa secara signifikan lebih besar dari n mereka . Misalnya, Periode Pisano 6 adalah 24. Kekuatan 10 di atas 100 keluar 50 persen lebih besar dari n .
Iszi
3
Prinsip Pigeonhole mengatakan bahwa f(i),f(i+1)dapat mengambil paling banyak n^2nilai mod n. Dengan demikian, nterbatas pada akhirnya 2^30dapat menghasilkan periode hingga 2^60. Membatasi n <= 2^16akan memberi P(n) <= 2^32.
boothby
@ bbyby Saya tidak begitu yakin saya mengerti apa yang Anda katakan, atau jika itu benar menangani masalah yang sama saya. Bisakah Anda jelaskan sedikit lebih jauh, mungkin dengan tautan tambahan? Jangan ragu untuk menarik saya ke obrolan jika perlu.
Iszi
2
@ Iszi Mengamati hal itu f(i+2) = f(i+1)+f(i), sehingga 'keadaan' dari perulangan mesin selama periode tersebut dapat dijelaskan dengan sepasang integer mod n. Ada paling banyak n^2negara bagian, jadi periode paling banyak n^2. Oh! Wikipedia mengklaim bahwa periode tersebut paling banyak 6n. Nevermind my triviality.
Stanby
2
oeis.org/A001175
Digital Trauma

Jawaban:

11

GolfScript ( 28 25 24 23 karakter)

~1.{(2$+}{.@+2$%}/+\-,)

Mengambil input di stdin, membiarkannya di stdout (atau stack, jika Anda ingin memprosesnya lebih lanjut ...)

Ini dengan benar menangani kasing sudut ( Demo ).

Sebagai hal yang menarik bagi programmer GolfScript, saya pikir ini adalah program pertama yang saya tulis dengan lipatan yang sebenarnya lebih pendek daripada pendekatan lain yang saya coba.

Peter Taylor
sumber
7

GolfScript, 24 karakter

~:&1.{.2$+&%.2$(|}do](-,

Iterasi selanjutnya dari implementasi GolfScript. Versi kedua sekarang juga menangani 1 dengan benar. Itu menjadi cukup lama tetapi mungkin seseorang dapat menemukan cara untuk mempersingkat versi ini. Anda dapat mencoba versi di atas secara online .

Howard
sumber
Apakah ini menangani input 1dengan benar?
Peter Taylor
@ PeterTaylor Tidak, tidak menguji kasing sudut itu. Kembali ke papan gambar.
Howard
@PeterTaylor Kode baru ini juga berfungsi untuk input 1- dan masih hanya 24 karakter.
Howard
4

Python, 188 132 101 95 87 karakter

n=input()
s=[]
a=k=0
b=1
while s[:k]!=s[k:]or k<1:s+=[a%n];k=len(s)/2;a,b=b,a+b
print k

Pemakaian

$ echo 10 | python pisano.py
60

Sebagai contoh:

$ for i in {1..50}; do; echo $i | python pisano.py; done
1
3
8
6
20
24
16
12
24
60
10
24
28
48
40
24
36
24
18
60
16
30
48
24
100
84
72
48
14
120
30
48
40
36
80
24
76
18
56
60
40
48
88
30
120
48
32
24
112
300
ESultanik
sumber
Terima kasih, beary605 , untuk bermain golf tambahan!
ESultanik
Anda mungkin ingin menghitung karakter Anda lagi. Hitungan saya untuk respons Anda di bawah hitungan tanggapan Anda.
DavidC
@ David: Apakah Anda menghitung spasi? Saya baru saja mengecek (dengan catting wc -cdan saya mendapatkan nomor yang sama.
ESultanik
Saya menggunakan rutin yang disediakan oleh Wolfram Research. Kurasa itu perlu ruang putih.
DavidC
if k>0 and s[0:k]==s[k:]:breakdapat diubah menjadi if s and s[:k]==s[k:]:break. Anda juga dapat mengurangi secara signifikan dengan menghapus iterator, mengubah forloop while 1:, dan melakukan a,b=a,a+bdi akhir loop while.
Strigoides
4

Python 90 85 96 94 90 82

n=input();c=[1,1];a=[]
while(c in a)<1%n:a+=[c];c=[c[1],sum(c)%n]
print len(a)or 1

Sunting: Saran yang diterapkan oleh beary dan primo

scleaver
sumber
85 a.append(c) -> a+=[c]((n>1)>>(c in a)) -> (n>1)>>(c in a)
:,
appendsebenarnya memiliki fungsi yang berbeda dari +=. Terima kasih atas tipsnya.
scleaver
Saya pikir ini bekerja dengan cara yang sama dalam hal ini.
beary605
(n>1)>>(c in a) -> (c in a)<1%nselama 3 byte. Dan saya setuju dengan beary tentang append. Apakah Anda menambahkan referensi ke c, atau memperluas adengan nilai c, itu persis sama dengan cara yang sama (karena Anda segera menghancurkan referensi Anda cjuga).
primo
Ah ok, kesalahan saya adalah saya menggunakan a+=cbukannyaa+=[c]
scleaver
2

Mathematica 73

p = {1, 0}; j = 0; q = p;
While[j++; s = Mod[Plus @@ p, n]; p = RotateLeft@p; p[[2]] = s; p != q]; j
DavidC
sumber
2

PHP - 61 57 byte

<?for(;1<$a.$b=+$a+$a=!$i+++$b%$n+=fgets(STDIN););echo$i;

Script ini keliru akan melaporkan 2untuk n=1, tetapi semua nilai-nilai lain yang benar.

Sampel I / O, seri terpotong kiri di mana π (n) = 2n + 2:

$ echo 3 | php pisano.php
8
$ echo 13 | php pisano.php
28
$ echo 313 | php pisano.php
628
$ echo 3313 | php pisano.php
6628
$ echo 43313 | php pisano.php
86628
$ echo 543313 | php pisano.php
1086628
$ echo 4543313 | php pisano.php
9086628
$ echo 24543313 | php pisano.php
49086628
primo
sumber
1
1<$a.$b=+$a+$a=!$i+++$b%$n+=fgets(STDIN)Ya Tuhan, itu adalah urutan eksploitasi operasi di sana.
Tn. Llama
1

PowerShell: 98

Kode golf:

for($a,$b=0,(1%($n=read-host))){$x++;if($a+$b-eq0-or("$a$b"-eq10)){$x;break}$a,$b=$b,(($a+$b)%$n)}

Tidak disatukan, dengan komentar:

for
(
    # Start with $a as zero, and $b as 1%$n.
    # Setting $b like this at the start helps catch the exceptional case where $n=1.
    $a,$b=0,(1%
    (
        # Grab user input for n.
        $n=read-host
    ))
)
{
    # Increasing the counter ($x) and testing for the end of the period at the start ensures proper output for $n=1.
    $x++;

    # Test to see if we've found the end of the Pisano Period.
    if
    (
        # The first part catches $n=1, since $a and $b will both be zero at this point.
        $a+$b-eq0-or
        (
            # A shorter way of testing $a-eq1-and$b-eq0, which is the end of a "normal" Pisano Period.
            "$a$b"-eq10
        )
    )
    {
        # Pisano Period has reached its end. Output $x and get out of the loop.
        $x;break
    }

    # Pisano Period still continues, perform operation to calculate next number.
    # Works pretty much like a Fibonacci sequence, but uses ($a+$b)%$n for the new $b instead.
    # This takes advantage of the fact we don't really need to track the actual Fibonacci numbers, just the Fibonacci pattern of %$n.
    $a,$b=$b,(($a+$b)%$n)
}

# Variable cleanup - not included in golfed code.
rv n,a,b,x

Catatan:

Saya tidak yakin persis apa batas maksimum yang dapat diandalkan untuk $ n dengan skrip ini. Kemungkinannya kurang dari 2 ^ 30, karena $ x mungkin bisa meluap int32 sebelum $ n sampai di sana. Selain itu, saya sendiri belum menguji batas atas karena waktu berjalan untuk skrip sudah mencapai sekitar 30 detik pada sistem saya untuk $ n = 1e7 (yang hanya sedikit lebih dari 2 ^ 23). Untuk alasan yang sama, saya tidak cenderung untuk menguji dan memecahkan masalah sintaks tambahan apa pun yang mungkin diperlukan untuk memutakhirkan variabel ke uint32, int64, atau uint64 jika diperlukan untuk memperluas jangkauan skrip ini.


Output sampel:

Saya membungkus ini di lain untuk loop:

for($i=1;;$i++)

Kemudian atur $n=$ialih-alih =read-host, dan ubah output "$i | $x"untuk mendapatkan gagasan tentang keandalan umum skrip. Berikut beberapa hasilnya:

1 | 1
2 | 3
3 | 8
4 | 6
5 | 20
6 | 24
7 | 16
8 | 12
9 | 24
10 | 60
11 | 10
12 | 24
13 | 28
14 | 48
15 | 40
16 | 24
17 | 36
18 | 24
19 | 18
20 | 60

...

9990 | 6840
9991 | 10192
9992 | 624
9993 | 4440
9994 | 1584
9995 | 6660
9996 | 1008
9997 | 1344
9998 | 4998
9999 | 600
10000 | 15000
10001 | 10212
10002 | 3336
10003 | 5712
10004 | 120
10005 | 1680
10006 | 10008
10007 | 20016
10008 | 552
10009 | 3336
10010 | 1680

Sidenote: Saya tidak begitu yakin bagaimana beberapa Periode Pisano secara signifikan lebih pendek dari $ n. Apakah ini normal, atau ada yang salah dengan skrip saya? Nevermind - Saya baru ingat bahwa, setelah 5, angka-angka Fibonacci dengan cepat menjadi jauh lebih besar daripada tempat mereka dalam urutan. Jadi, ini masuk akal sekarang.

Iszi
sumber
1

Perl, 75 , 61 , 62 + 1 = 63

$k=1%$_;$a++,($m,$k)=($k,($m+$k)%$_)until$h{"$m,$k"}++;say$a-1

Pemakaian

$ echo 8 | perl -n -M5.010 ./pisano.pl
12

Tidak disatukan

$k = 1 % $_;
$a++, ($m, $k) = ($k, ($m + $k) % $_) until $h{"$m,$k"}++;
say $a - 1

+1 byte untuk -nbendera. Mencukur 13 byte berkat Gabriel Benamy.

Silvio Mayolo
sumber
1
Anda dapat menyingkirkan $n=<>;(-6) dan menggantinya dengan -nflag (+1), lalu semua instance $ndapat diganti dengan $_. Anda dapat menggunakan -M5.010secara gratis, yang memungkinkan Anda menggunakan sayperintah alih-alih print(-2). whilePernyataan pengubah tidak perlu tanda kurung di sekitar kondisi (-2). Alih-alih @{[%h]}/2, Anda dapat memiliki penghitung $a++,sebelum ($m,$k)=dan kemudian hanya memiliki say$a-1di akhir (-2). Alih-alih "$m,$k"menggunakan $m.$k(-2). Ini harus keluar $k=1%$_;$a++,($m,$k)=($k,($m+$k)%$_)while!$h{$m.$k}++;say$a-1dengan -nbendera, untuk 61 + 1 = 62 byte.
Gabriel Benamy
Jelas saya tidak sepintar Perl seperti yang saya kira. Terima kasih atas tipsnya.
Silvio Mayolo
Ada banyak petunjuk bermanfaat dalam Tips untuk bermain golf di thread Perl ! Semoga berhasil! ^^
Gabriel Benamy
Sebenarnya, aku salah - Anda perlu "$m,$k"bukan $m.$k, (2), tetapi Anda dapat menyimpan 1 byte dengan mengubah while!$hke until$h(-1). Maaf!
Gabriel Benamy
Hm? Di bawah input apa $m.$kgagal? Tampaknya berhasil di pihak saya.
Silvio Mayolo
0

Clojure, 102 byte

Tidak terlalu mengasyikkan, mengulang formula sampai kita mencapai kembali [1 1](saya harap ini selalu terjadi). Penanganan khusus (f 1)saat menyatu [0 0].

#(if(< % 2)1(+(count(take-while(fn[v](not=[1 1]v))(rest(iterate(fn[[a b]][b(mod(+ a b)%)])[1 1]))))1))
NikoNyrh
sumber