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c++中如何判断一个数是否为水仙花数_c++循环与取余算法实现【详解】

穿越時空

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发布时间:2026-02-03 09:27:28

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来源于php中文网

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水仙花数是n位正整数,其各位数字的n次方之和等于自身;不能只看位数是因为必须先准确获取n再计算幂,否则如9474用立方会误判。

c++中如何判断一个数是否为水仙花数_c++循环与取余算法实现【详解】

什么是水仙花数,以及为什么不能只看位数

水仙花数(Narcissistic number)指一个 n 位正整数,其各位数字的 n 次方之和等于它本身。例如 153 是 3 位数,且 1³ + 5³ + 3³ = 1 + 125 + 27 = 153,所以是水仙花数。
注意:不是所有 3 位数都满足,也不能假设“只要三位就检查立方”,必须先准确获取位数 n,再对每位求 pow(digit, n) —— 否则像 9474(4 位)用立方就会错判。

用循环 + 取余提取各位数字的可靠写法

核心是反复用 % 10 取个位,再用 / 10 整除丢掉个位。但要注意:
– 必须先保存原值,因为循环中会修改它
– 负数不参与判断(水仙花数定义为正整数)
0 是 1 位数,0¹ = 0,所以 0 算水仙花数(按数学定义),但多数题目隐含“正整数”,可加 num > 0 限制

  • 先用临时变量 temp 复制输入值
  • while (temp != 0) 循环,每次 digit = temp % 10,然后 temp /= 10
  • 累计 sum += pow(digit, n),其中 n 是预先算出的位数(见下一条)

如何安全获取位数 n:避免 log10 和字符串转换的坑

log10(num) + 1 看似简洁,但浮点误差会导致错误:比如 log10(999) 可能算成 2.999999,取整后变 2to_string(num).length() 虽安全,但有构造开销,且在嵌入式或严苛性能场景不推荐。
更稳妥的做法仍是用循环统计:

int n = 0;
int temp = num;
do {
    n++;
    temp /= 10;
} while (temp != 0);

这个 do-while 能正确处理 num = 0(得 n = 1),而 while (temp) 会跳过 0

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完整判断函数与易错点提醒

关键细节:C++ 标准库 pow(int, int) 实际是 pow(double, double) 重载,对大数可能因浮点舍入失真(如 pow(9, 5) 有时返回 59048.999...,转 int59048)。应手写整数幂函数,或用 std::pow 后加 round()

bool isNarcissistic(int num) {
    if (num < 0) return false;
    int temp = num, n = 0;
    // 获取位数
    do { n++; temp /= 10; } while (temp != 0);
    temp = num;
    long long sum = 0; // 防止累加溢出,如 9^9 * 10 ≈ 3.87e9,int 可能不够
    while (temp != 0) {
        int digit = temp % 10;
        long long power = 1;
        for (int i = 0; i < n; ++i) power *= digit;
        sum += power;
        temp /= 10;
    }
    return sum == num;
}

真正容易被忽略的是:当 num 较大(如 ≥ 10⁹)时,sum 可能远超 int 范围,必须用 long long 累加;还有,digit0 时,0^nn > 0 时恒为 0,无需特殊处理,但若手写幂循环,要确保 digit == 0 时不进循环体(当前写法已自然支持)。

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