Нахождение суммы k-ых степеней
-Как придумать формулу для суммы \(1^5 + 2^5 + 3^5 + \ldots + n^5\) и есть ли она вообще?
- -diff --git a/.gitignore b/.gitignore new file mode 100644 index 0000000..06a8744 --- /dev/null +++ b/.gitignore @@ -0,0 +1 @@ +.openshift \ No newline at end of file diff --git a/archives.html b/archives.html index 9da6846..0405f8d 100644 --- a/archives.html +++ b/archives.html @@ -1,58 +1,9 @@ - - - - -
- - -Project Euler и остальное
- - -Как придумать формулу для суммы \(1^5 + 2^5 + 3^5 + \ldots + n^5\) и есть ли она вообще?
- -Как я устанавливал известнейшее свободное решение для отложенного чтения, и что из этого получилось.
-Как я проверял шахматное приложение на “ботоустойчивость”.
-Читая хабр, случайно натолкнулся на идею сделать программу, которая по заданной кроссвордной сетке находит способ её заполнить. В этом посте вкратце напишу про моё решение и первую версию приложения.
-Краткое условие: необходимо найти множество из пяти простых чисел с минимальной суммой такое, что после “склеивания” в любом порядке любых двух чисел из него тоже будет простое число.
-На хабре когда-то увидел статью про то, что в Яндексе двум сотрудникам дали задачу на написание приложения, для вычисления выражений. Менеджер справился за 4 часа, а программист за два. Я решил попробовать свои силы.
-Кратко о том, почему я сделал блог.
-Как я устанавливал известнейшее свободное решение для отложенного чтения, и что из этого получилось.
Как я проверял шахматное приложение на “ботоустойчивость”.
Читая хабр, случайно натолкнулся на идею сделать программу, которая по заданной кроссвордной сетке находит способ её заполнить. В этом посте вкратце напишу про моё решение и первую версию приложения.
Краткое условие: необходимо найти множество из пяти простых чисел с минимальной суммой такое, что после “склеивания” в любом порядке любых двух чисел из него тоже будет простое число.
На хабре когда-то увидел статью про то, что в Яндексе двум сотрудникам дали задачу на написание приложения, для вычисления выражений. Менеджер справился за 4 часа, а программист за два. Я решил попробовать свои силы.
Кратко о том, почему я сделал блог.
Project Euler и остальное
- - -Как придумать формулу для суммы \(1^5 + 2^5 + 3^5 + \ldots + n^5\) и есть ли она вообще?
- -Как я устанавливал известнейшее свободное решение для отложенного чтения, и что из этого получилось.
-Кратко о том, почему я сделал блог.
-Как я устанавливал известнейшее свободное решение для отложенного чтения, и что из этого получилось.
Кратко о том, почему я сделал блог.
Project Euler и остальное
- - -Как я проверял шахматное приложение на “ботоустойчивость”.
-Читая хабр, случайно натолкнулся на идею сделать программу, которая по заданной кроссвордной сетке находит способ её заполнить. В этом посте вкратце напишу про моё решение и первую версию приложения.
-На хабре когда-то увидел статью про то, что в Яндексе двум сотрудникам дали задачу на написание приложения, для вычисления выражений. Менеджер справился за 4 часа, а программист за два. Я решил попробовать свои силы.
-Project Euler и остальное
- - -Краткое условие: необходимо найти множество из пяти простых чисел с минимальной суммой такое, что после “склеивания” в любом порядке любых двух чисел из него тоже будет простое число.
-Project Euler и остальное
- - -Как придумать формулу для суммы \(1^5 + 2^5 + 3^5 + \ldots + n^5\) и есть ли она вообще?
- -Как я устанавливал известнейшее свободное решение для отложенного чтения, и что из этого получилось.
-Как я проверял шахматное приложение на “ботоустойчивость”.
-Читая хабр, случайно натолкнулся на идею сделать программу, которая по заданной кроссвордной сетке находит способ её заполнить. В этом посте вкратце напишу про моё решение и первую версию приложения.
-Краткое условие: необходимо найти множество из пяти простых чисел с минимальной суммой такое, что после “склеивания” в любом порядке любых двух чисел из него тоже будет простое число.
-На хабре когда-то увидел статью про то, что в Яндексе двум сотрудникам дали задачу на написание приложения, для вычисления выражений. Менеджер справился за 4 часа, а программист за два. Я решил попробовать свои силы.
-Кратко о том, почему я сделал блог.
-Как я устанавливал известнейшее свободное решение для отложенного чтения, и что из этого получилось.
Как я проверял шахматное приложение на “ботоустойчивость”.
Читая хабр, случайно натолкнулся на идею сделать программу, которая по заданной кроссвордной сетке находит способ её заполнить. В этом посте вкратце напишу про моё решение и первую версию приложения.
Краткое условие: необходимо найти множество из пяти простых чисел с минимальной суммой такое, что после “склеивания” в любом порядке любых двух чисел из него тоже будет простое число.
На хабре когда-то увидел статью про то, что в Яндексе двум сотрудникам дали задачу на написание приложения, для вычисления выражений. Менеджер справился за 4 часа, а программист за два. Я решил попробовать свои силы.
Кратко о том, почему я сделал блог.
В данный момент студент ВМК МГУ. Немного занимаюсь фрилансом.
-В основном программирую на Python и C++, есть также знания HTML, CSS, Delphi, Bash. Разрабатываю прикладные приложения (в том числе графические под Win/MacOS/Linux), парсеры (с использованием scrapy), скрипты автоматизации -Есть опыт разработки веб-приложений с использованием микрофреймворка Flask.
-Project Euler и остальное
- - -Значительная часть моих проектов есть на GitHub или BitBucket вместе с открытым исходным кодом.
-
За подробностями пишите мне на почту
-Project Euler и остальное
- - -Начать, наверное, нужно с того, что реальную практическую значимость я осознал после того, как реализовал 90% того, что есть сейчас. Сейчас мне кажется, что единственное применение данного приложения лишь в том, чтобы создавать кроссворды очень сложной или необычной формы. Зачем это надо обычному человеку я вообще не знаю.
-Собственно, алгоритм генерации изначально был примитивным: простой рекурсивный поиск с отсечением. Скорость генерации более-менее сложных сеток была ужасной (для перцентиля 30% это примерно 40 минут на этой сетке, в общем случае, время генерации непредсказуемо.
-В дальнейшем были выполнены некоторые оптимизации. Первой более-менее значимой стала замена передачи сетки в юникоде (во внутреннем цикле) на передачу сетки в однобайтовой кодировке, таким образом, языки с алфавитом больше ~200 букв пролетают. Впрочем, мне кажется, что им не слишком сильно требуются кроссворды. Такая оптимизация дала ~35% прироста при значимом времени перебора (больше секунды).
-В какой-то момент, мне показалось, что оптимизация структуры данных для хранения сетки тоже могла сильно увеличить производительность, но это будет заметно только на разряженных сетках, которые и так достаточно быстро генерируются. На сложных же плотных сетках, прирост скорости может быть минимальным, вплоть до отрицательного. Таким образом, используются просто двумерный массив.
-Наибольший прирост, как и ожидалось, дало упорядочивание словаря по некоторому критерию. Таким образом, при переборе, “плохие” варианты будут попадаться редко. На это ушло немногим больше дня. В конечном итоге, целевой функцией, которая стала критерием сортировки, стала такая \(\sqrt[n]{\prod_{i=1}^{n}{f\left( a_i \right)}}\) (иначе говоря, среднее геометрическое отлично подошло), где \(n\) — количество букв в слове, \(a_i\) — буквы слова, а \(f \left( x \right)\) есть вероятность появления буквы \(x\). Я отсекаю примерно половину самых “плохих” слов, а из того, что осталось я составляю кроссворд. Производительность, в среднем, увеличилась в ~1000 раз. На тестовых сетках для перцентиля 90% длительность работы около секунды.
-

Project Euler и остальное
- - -Задачка кажется не очень сложной, даже, если не знать как её делать (я не знал). Целью является быстрое вычисление чего-то типа 4 * ( 5 + 7 ^ 4). Для это я парсил исходную строку в список токенов, а затем непосредственно вычислял, что получится.
Я решил, что проще всего будет реализовать (а мне потом и понять) алгоритм, когда после каждого действия будет выполняться некий “хороший” инвариант. Первое что приходит в голову — это то, что истинность выражение после выполнения операции не меняется (TITO соблюдается). То есть выражение 3 + 5 можно заменить на 8 или хотя бы на 4 * 2.
Непосредственно сама обработка является несколькими проходами, так что в каждом проходе мы избавляемся от операций одного приоритета. 4 + 5 * 3 заменяется на 4 + 15, 7 - 5 * 2^3 заменяется на 7 - 5*8. Таким образом, каждый цикл тривиален, и легко задавать приоритеты операций.
Если использовать один список как контейнер для токенов и при работе изменять непосредственно его, сохраняя указанные инварианты, то сложность получается \(O\left( N \right)\), где \(N\) — число токенов.
-Времени на непосредственно кодирование ушло часа три-четыре, но в это время не входит продумывание мелких деталей.
-Всё написано на C++11. Исходники лежат на GitHub и BitBucket.
- -Project Euler и остальное
- - -Лет 5 назад я достаточно активно играл в “живые” шахматы. Потом времени на это стало не хватать и постепенно перешёл на редкие партии в онлайне. Сейчас для игры я использую одно из самых популярных приложений вк. Это проще, чем использовать, к примеру, FICS. Предмет обсуждения появился из-за того, что я как-то раз встретился с соперником, который на все ходы потратил порядка 10 секунд, при этом не допустив значимых ошибок. Тогда я решил написать своего бота, чтобы узнать что с ним будет и столкнусь ли я с какими-нибудь подводными камнями.
-Целью было максимально быстрое написание максимально простого решения. Поэтому от разбора протокола я сразу отказался, тем более у меня не было подобного опыта ранее. Была мысль работать с FICS (у меня есть библиотека для работы с их протоколом), но поскольку я там не играю, то и результаты были бы не так интересны, во всяком случае, для меня. Таким образом, я писал простого кликера для приложения вк.
-Изначально хотелось найти доску и определить положения всех фигур, это было бы достаточно универсально, хотя и привязало бы меня к OpenCV. Тем не менее, решил не усложнять: можно определять только последний ход, а это можно сделать, проверяя цвет только одного пикселя.
-В самом скрипте около 200 строк на python. Очень сильно помогла библиотека chess, которая взяла на себя общение с движком (я использовал stockfish), проверку на допустимые ходы и определение мата. Некоторое время я уделил тому, чтобы сделать бота максимально похожим на человека, чтобы было невозможно выявить, что это бот полностью автоматическими средствами. По пунктам:
-По факту, всё это было лишним, бан получить не удалось даже при простом клике из начальной точки в конечную.
-Примеры работы скрипта можно посмотреть тут и тут, анализы двух сыгранных игр лежат тут и тут (оппонент имеет рейтинг около 2100).
-На момент публикации аккаунт вполне жив. Рейтинг достиг некоторого потолка (около 2200), после которого найти игроков примерно равного рейтинга, не являющихся ботами, очень сложно. Сражаться же с ботами сильно сложнее, такую цель я не ставил. Интересно, хоть и ожидаемо, что при наборе рейтинга было достаточно личностей, для которых возможность того, что их нагло обманули, и они играли с ботом была столь неприятна, что они не могли сдерживаться. Например:
-
p.s. Уже после создания рабочей версии от одного из оппонентов узнал про lichess.org. Это отличный ресурс на котором кроме, собственно, платформы для игры в шахматы (поддерживается большое количество их вариантов), есть тренировки по дебютам, анализ игр. Самое интересное — ресурс полностью открытый, все исходники есть на github.
-В процессе подготовки данного материала узнал про InternetChessKiller, который делает, фактически, тоже самое, что и мой скрипт, но без привязки к какой-то одной игровой площадке. Исходники старых версий можно найти, например, в этом репозитории.
-p.p.s. Боты на серверах, предназначенных для людей, играющие в игры, которые предназначены для людей очень сильно мешают людям. Тем не менее, проверять, насколько сильно они мешают не нужно!
-Project Euler и остальное
- - -Главная причина появления заключается в том, что мне захотелось использовать хоть как-то купленный домен (я купил его только ради почты). Плюс мне бы хотелось проще давать контактные данные, а адрес сайта достаточно простой.
-Пока я планирую публиковать свои, возможно не лучшие, но рабочие решения для задач из Project Euler (projecteuler.net). На самом деле, решения значительного числа задач уже есть в Сети, но на английском. Хотя, это и не есть большая проблема.
-Project Euler и остальное
- - -Необходимо найти множество из пяти простых чисел с минимальной суммой такое, что после “склеивания” в любом порядке любых двух чисел из него тоже будет простое число. Здесь под процедурой “склеивания” чисел \(a\) и \(b\) подразумевается получения из \(a = \overline{a_1 a_2 \ldots a_n}\) и \(b = \overline{b_1 b_2 \ldots b_m}\) некоторого \(c\) так, что \(c = \overline{a_1 a_2 \ldots a_n b_1 b_2 \ldots b_m}\).
-Полное условие можно найти тут
-Для начала, можно понять, что непосредственный перебор “в лоб” слишком медленный и нужного результата не даст. Поэтому хочется уйти от, как мне кажется, не самого формализуемого условия к чему-то более простого, с чем проще работать. Давайте сначала поймём, какие вообще числа могут быть в одном множестве. Для этого достаточно перебрать все разбиения на два подчисла всех простых чисел. Это достаточно быстро, порядка \(O\left( N \right)\) операций. Важно не забыть, что мы можем разбивать число \(p\) только на \(\overline{p_1 p_2}\), между числами не может быть нулей! То есть если число 37 разбивается на 3 и 7, то 307 нет.
-Пусть мы получили набор таких разбиений, то есть набор пар вида \(\left( p, q \right)\). Давайте составим из них граф, где вершинки это простые числа, а ориентированное ребро из \(p\) в \(q\) означает, что есть пара \(\left( p, q \right)\). Из того, что порядок склеивания чисел произвольный сразу следует, что рассматриваемый граф должен быть неориентированным. Таким образом, все пары \(\left( p, q \right)\) для которых нет пары \(\left( q, p \right)\) необходимо выкинуть, а из оставшихся построить граф.
-Теперь задача стало гораздо понятнее: достаточно выбрать клику размера 5, что сумма значений её вершин минимальна. В общем случае, это достаточно ресурсоёмкая(как мне кажется) задача, но в реальном графе количество рёбер не слишком большое. В худшем случае, по теореме Турана, количество рёбер в графе лишь с одной такой кликой примерно на 10% меньше числа рёбер в полном графе.
-Непосредственно сам поиск такой клики можно реализовать тривиально. Ниже мой код на C++11 с использованием библиотеки Boost Graph Library (BGL).
-#include <iostream>
+ Блог 529
Project Euler и остальное
Моё решение задачи 60
Необходимо найти множество из пяти простых чисел с минимальной суммой такое, что после “склеивания” в любом порядке любых двух чисел из него тоже будет простое число. Здесь под процедурой “склеивания” чисел \(a\) и \(b\) подразумевается получения из \(a = \overline{a_1 a_2 \ldots a_n}\) и \(b = \overline{b_1 b_2 \ldots b_m}\) некоторого \(c\) так, что \(c = \overline{a_1 a_2 \ldots a_n b_1 b_2 \ldots b_m}\).
Полное условие можно найти тут
Для начала, можно понять, что непосредственный перебор “в лоб” слишком медленный и нужного результата не даст. Поэтому хочется уйти от, как мне кажется, не самого формализуемого условия к чему-то более простого, с чем проще работать. Давайте сначала поймём, какие вообще числа могут быть в одном множестве. Для этого достаточно перебрать все разбиения на два подчисла всех простых чисел. Это достаточно быстро, порядка \(O\left( N \right)\) операций. Важно не забыть, что мы можем разбивать число \(p\) только на \(\overline{p_1 p_2}\), между числами не может быть нулей! То есть если число 37 разбивается на 3 и 7, то 307 нет.
Пусть мы получили набор таких разбиений, то есть набор пар вида \(\left( p, q \right)\). Давайте составим из них граф, где вершинки это простые числа, а ориентированное ребро из \(p\) в \(q\) означает, что есть пара \(\left( p, q \right)\). Из того, что порядок склеивания чисел произвольный сразу следует, что рассматриваемый граф должен быть неориентированным. Таким образом, все пары \(\left( p, q \right)\) для которых нет пары \(\left( q, p \right)\) необходимо выкинуть, а из оставшихся построить граф.
Теперь задача стало гораздо понятнее: достаточно выбрать клику размера 5, что сумма значений её вершин минимальна. В общем случае, это достаточно ресурсоёмкая(как мне кажется) задача, но в реальном графе количество рёбер не слишком большое. В худшем случае, по теореме Турана, количество рёбер в графе лишь с одной такой кликой примерно на 10% меньше числа рёбер в полном графе.
Непосредственно сам поиск такой клики можно реализовать тривиально. Ниже мой код на C++11 с использованием библиотеки Boost Graph Library (BGL).
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <set>
@@ -232,12 +166,7 @@
cout << "Result is " << min_element(good_sums.begin(),good_sums.end(), [](pair<size_t, size_t> a, pair<size_t, size_t> b){return a.first < b.first;})->first << endl;
return 0;
}
-
-
-
-Ответ: 26033
-UPD. Кажется, getNeedSet можно было реализовать гораздо проще, использую BGL посетителей (Visitors). Но, к сожалению, на этапе написания кода я про это забыл.
-
-
-
-
-
-
-
-
-comments powered by DisqusProject Euler и остальное
- - -Давайте сразу обобщим задачу до нахождения \(f_k\left( n \right)\), что
Интуиция может подсказать, что \(f_k \left( n \right)\) есть некий полином со степенью \(k+1\). Если это так, то его нахождение тривиально. Например, можно посчитать его в явном виде, используя полином Лагагранжа. -Осталось показать, что наша функция представима в таком виде.
-Для начала введём обозначение. “Нижней степенью”, \(x^{\underline{k}}\), будем обозначать такое выражение:
Далее, заметим следующее, если \(a_i = A_{i+1} - A_i\), где \(\lbrace a_i \rbrace\) и \(\lbrace A_i \rbrace\) — некие последовательности, то \(\sum_{i=1}^n = A_{n+1}-A_1\) (телескопирование, можно посмотреть тут, с. 6).
-Теперь посчитаем сумму \(\sum_{i=1}^n i^{\underline{k}}\). Для этого достаточно понять, что \(\left( x+1 \right)^{\underline{k+1}} - \left(x \right)^{\underline{k+1}} = \left( k+ 1 \right)x^{\underline{k}}\). Отсюда сразу получаем, что -
Осталось показать, что “нормальные” степени выражаются через нижние. Начнём со степени \(k=1\), тут всё просто: -
Кстати, формула для суммы в самом начале такая: -
Project Euler и остальное
- - -Начать следует с того, что Wallabag действительно является самым популярным среди открытых приложений для отложенного чтения. Можно взять, например, alternativeto:
-Первый релиз вышел почти два года назад. Тем не менее, мне сложно назвать продукт зрелым. Последняя, на момент написания, версия 2.0.0-beta.2 не может похвастаться простым процессом установки. Вариант просто выполнить команды из мануалов по очереди у меня не получился. В этом соперничать с тем же Pocket, очевидно, бессмысленно.
Стандартная тема, material, ужасно выглядит на моём ноутбуке с разрешением 1366x768, элементы явно рассчитаны на большую диагональ. Ещё часть места отъедает неубирающаяся плашка внизу страницы, предупреждающая о том, что баги в бета версии не есть что-то плохое. Официальное Android приложение упорно не может найти сервер.
-После волевого решения перейти на стабильную версию (то есть откатиться в равзвитии на полгода назад), дела улучшились, но не сильно. Количество настроек минимально, если не сказать, что их вообще нет. Но оно работает, вроде.
-Сложности, впрочем, только начались. Обещанная синхронизация с Pocket работает, мягко говоря, неоптимально. После загрузки экспортированного html файла со ссылками, wallabag почти час выкачивал мои 750 статей. Где-то на 500-й статье он выделил слишком много памяти и упал с ошибкой. После этого пришлось руками искать потенциально проблемные статьи и удалять их по одной — удалить сразу несколько элементов невозможно. Затем надо было выкачивать ещё 250 статей, периодически посматривая, чтобы ничего снова не упало.
-Кажется, что все проблемы закончились, но нет. Дальше синхронизация с телефоном. Она заняла почти столько же времени, при этом, начальное очевидное предположение о том, что токен безопасности вбивать не нужно (он сам заполняется в приложении) стоило где-то 15 минут поиска. Но и это не всё. После того, как база загрузилась, небольшие изменения на телефоне (такие как удаление статьи) синхронизировались больше минуты!
-Резюме: пользоваться можно, но советовать кому-либо это использовать я точно не стану.
-Этого бы поста не было бы, если бы я сказал, что Wallabag плохой, а OTHER_PRODUCT хороший и можно пользоваться им. Но я так написать не могу. Ни я, ни alternativeto других решений не знают. Значит нужно их создать. На моём слабеньком VPS уже почти год трудится Syncthing, управляя значительным количеством файлов с минимальной нагрузкой на ЦП. Поэтому мне кажется, что Go подойдёт идеально.
-Если написать подобный продукт на Go, то многие проблемы даже не появятся:
-В совокупности, будет достигнуто, как мне кажется, самое главное — удобство для обычного пользователя, который сможет без проблем развернуть это на любом VPS.
-Project Euler и остальное
- - -Краткое условие: необходимо найти множество из пяти простых чисел с минимальной суммой такое, что после “склеивания” в любом порядке любых двух чисел из него тоже будет простое число.
-Project Euler и остальное
- - -Кратко о том, почему я сделал блог.
-Project Euler и остальное
- - -Как я проверял шахматное приложение на “ботоустойчивость”.
-Project Euler и остальное
- - -Читая хабр, случайно натолкнулся на идею сделать программу, которая по заданной кроссвордной сетке находит способ её заполнить. В этом посте вкратце напишу про моё решение и первую версию приложения.
-Краткое условие: необходимо найти множество из пяти простых чисел с минимальной суммой такое, что после “склеивания” в любом порядке любых двух чисел из него тоже будет простое число.
-Project Euler и остальное
- - -Как я устанавливал известнейшее свободное решение для отложенного чтения, и что из этого получилось.
-Project Euler и остальное
- - -Как придумать формулу для суммы \(1^5 + 2^5 + 3^5 + \ldots + n^5\) и есть ли она вообще?
- -Project Euler и остальное
- - -Как я устанавливал известнейшее свободное решение для отложенного чтения, и что из этого получилось.
-Project Euler и остальное
- - -Как я проверял шахматное приложение на “ботоустойчивость”.
-Читая хабр, случайно натолкнулся на идею сделать программу, которая по заданной кроссвордной сетке находит способ её заполнить. В этом посте вкратце напишу про моё решение и первую версию приложения.
-На хабре когда-то увидел статью про то, что в Яндексе двум сотрудникам дали задачу на написание приложения, для вычисления выражений. Менеджер справился за 4 часа, а программист за два. Я решил попробовать свои силы.
-Project Euler и остальное
- - -Краткое условие: необходимо найти множество из пяти простых чисел с минимальной суммой такое, что после “склеивания” в любом порядке любых двух чисел из него тоже будет простое число.
-Project Euler и остальное
- - -Как я проверял шахматное приложение на “ботоустойчивость”.
-Project Euler и остальное
- - -Как я устанавливал известнейшее свободное решение для отложенного чтения, и что из этого получилось.
-Project Euler и остальное
- - -Читая хабр, случайно натолкнулся на идею сделать программу, которая по заданной кроссвордной сетке находит способ её заполнить. В этом посте вкратце напишу про моё решение и первую версию приложения.
-