走马灯数,也称为旋转数、轮换数、旋转消位数,是指一个数的各个数位上的数字按照一定的规律旋转后,能得到另一个不同的数。
一、旋转规律
一个n位数在旋转中可能会出现n个数,把这些数从小到大排序,就能得到旋转数序列。
例如:对于有重复数字的n位数,旋转规律为从不同位置开始旋转每次得到的数第一次出现时,便能得到旋转数序列。
以四位数为例,以下是旋转规律:
1234 - 2341 - 3412 - 4123 - 2413 - 4132 - 2431 - 4312 - 4213 - 1324 - 4231 - 3124 - 4312 - 2431
二、代码演示
以下是使用Python实现的旋转数序列。
def get_rotate_num(num): # 对num进行反转 num_str = str(num) num_str_rev = num_str[::-1] # 存储所有旋转数 num_list = [num] # 循环n-1次,得到所有旋转数 for i in range(len(num_str) - 1): num_str_rev = num_str_rev[-1] + num_str_rev[:-1] num_rotate = int(num_str_rev) if num_rotate not in num_list: num_list.append(num_rotate) # 返回旋转数序列 return sorted(num_list) # 测试 print(get_rotate_num(1234))
三、应用场景
旋转数序列广泛应用于密码学、计算几何学、数字游戏等方面,例如:
1、密码学中的AES加密算法中,把每个字节看成是一个8位的二进制数,对每个字节进行旋转,可以防止密码被暴力破解。
2、数字游戏“数独”中,为了防止玩家往同一行或相同格的单元格中填入重复的数字,需要用到旋转数序列。
3、计算几何学中,对于平面上n个点的问题,可以通过旋转坐标系来简化问题,旋转数序列便是解决问题的关键。