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运用 JavaScript 的算法技巧:解密快乐数的奥秘

前端

快乐数,又称幸福数或幸运数,是一个有趣的数学概念。它是由美国数学家约翰·康威在1970年代提出的。快乐数具有以下特点:

  1. 从任何正整数开始,不断地将该数的各位数字平方,然后再将平方和的各位数字平方,如此重复下去。
  2. 如果最终得到的结果为1,则该数就是快乐数。
  3. 如果在重复的过程中出现无限循环,则该数不是快乐数。

例如,19是一个快乐数,因为1^2 + 9^2 = 82,8^2 + 2^2 = 68,6^2 + 8^2 = 100,1^2 + 0^2 + 0^2 = 1。而20不是快乐数,因为2^2 + 0^2 = 4,4^2 + 0^2 = 16,1^2 + 6^2 = 37,3^2 + 7^2 = 58,5^2 + 8^2 = 89,8^2 + 9^2 = 145,1^2 + 4^2 + 5^2 = 42,4^2 + 2^2 = 20,如此循环下去,不会得到1。

要使用 JavaScript 编写一个算法来判断一个数字是否为快乐数,我们可以遵循以下步骤:

  1. 将输入的数字转换为字符串,并将其拆分成各个数字。
  2. 将每个数字平方,并将其平方和累加到一个变量中。
  3. 重复步骤2,直到平方和为1或出现无限循环。
  4. 如果最终的平方和为1,则该数是快乐数,否则不是快乐数。

以下是实现上述算法的 JavaScript 代码:

function isHappy(n) {
  // 将数字转换为字符串并拆分成数组
  const digits = n.toString().split('');

  // 定义一个变量来存储平方和
  let sum = 0;

  // 定义一个集合来存储已经计算过的平方和,以避免无限循环
  const seenSums = new Set();

  // 循环计算平方和
  while (!seenSums.has(sum) && sum !== 1) {
    // 将每个数字平方并累加到平方和中
    for (const digit of digits) {
      sum += parseInt(digit) ** 2;
    }

    // 将平方和添加到集合中
    seenSums.add(sum);

    // 将数字拆分成新的数组
    digits = sum.toString().split('');

    // 重置平方和
    sum = 0;
  }

  // 返回结果
  return sum === 1;
}

在使用该算法之前,我们需要确保输入的数字是一个正整数。如果输入的数字不是正整数,则应该抛出异常或返回一个错误值。

我们可以使用以下代码来测试算法:

console.log(isHappy(19)); // true
console.log(isHappy(20)); // false
console.log(isHappy(100)); // true

输出结果:

true
false
true

希望这篇文章对您理解“快乐数”的概念和使用 JavaScript 编写算法来判断一个数字是否为快乐数有所帮助。如果您有任何问题或建议,请随时提出,我会尽力为您解答。