编程之美2.21 什么样的数不能写成连续N个自然数之和

有些数可以写成连续N（>1）个自然数之和，比如14=2+3+4+5；有些不能，比如8.那么如何判断一个数是否可以写成连续N个自然数之和呢？这是这一节的基本问题。

一个数M若可以写成以a开头的连续n个自然数之和，则M=a+(a+1)+(a+2)+...+(a+n-1)=n*a+n*(n-1)/2，要求a!=0，否则就是以a+1开头的连续n-1个整数了，也就是要求(M-(n+n*(n-1)/2))%n==0，即(M-(n*(n+1)/2))%n==0，这样就很容易判断一个数可不可以写成连续n个自然数的形式了，遍历n=2...sqrt(M)*2，还可以输出所有解。

第二个问题是什么样的数可以写成连续n个自然数之和，什么样的数不能？

通过编程实验发现，除了2^n以外，其余所有数都可以写成该形式。下面说明为什么。

若数M符合条件，则有M=a+(a+1)+(a+2)+...+(a+n-1)=(2*a+n-1)*n/2，而2*a+n-1与n肯定一个为奇数一个为偶数，即M一定要有一个奇数因子，而所有2^n都没有奇数因子，因此肯定不符合条件。

再证明只有M有一个奇数因子，即M!=2^n，M就可以写成连续n个自然数之和。假设M有一个奇数因子a，则M=a*b。

1)若b也是奇数，只要b-(a-1)/2>0，M就可以写成以b-(a-1)/2开头的连续a个自然数；将这条结论里的a和b调换，仍然成立。15=3*5=1+2+3+4+5=4+5+6.

2)若b是偶数，则我们有一个奇数a和一个偶数b。

2.1)若b-(a-1)/2>0，M就可以写成以b-(a-1)/2开头的连续a个自然数。24=3*8=7+8+9.

2.2)若(a+1)/2-b>0，M就可以写成以(a+1)/2-b开头的连续2*b个自然数。38=19*2=8+9+10+11.

上述两个不等式必然至少有一个成立，所以可以证明，只要M有一个奇数因子，就一定可以写成连续n个自然数之和。

第三个问题是，在64位整数范围内，能写成最多种连续n个自然数之和的数是哪个？

对于数M，考察其所有奇数因子，是否满足上述的三个不等式，每满足一个不等式，就可以有一种用连续n个自然数相加将其表示的方法，当然不可能三个都满足，因为b不可能同时为奇数和偶数。