【蓝桥杯练习题】黑洞数

题目描述：

任意一个5位数，比如：34256，把它的各位数字打乱，重新排列，可以得到一个最大的数：65432，一个最小的数23456。求这两个数字的差，得：41976，把这个数字再次重复上述过程（如果不足5位，则前边补0）。如此往复，数字会落入某个循环圈（称为数字黑洞）。
比如，刚才的数字会落入：[82962, 75933, 63954, 61974] 这个循环圈。

请编写程序，找到5位数所有可能的循环圈，并输出，每个循环圈占1行。其中5位数全都相同则循环圈为 [0]，这个可以不考虑。

循环圈的输出格式仿照：
[82962, 75933, 63954, 61974]

其中数字的先后顺序可以不考虑。

代码实现：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class 黑洞数 {
	
	//用来保存所有的数字环
	private static List<List<Integer>> allList = new ArrayList<List<Integer>>();
	
	//根据黑洞数定义生成下一个黑洞数
	private static int getNext(int n){
		char[] temp = (n+"").toCharArray();//将数字逐位进行拆分
		Arrays.sort(temp);//对拆分的各位进行升序排列
		String num = String.valueOf(temp);//将字符数组转换为字符串
		int min = Integer.parseInt(num);
		//对最小的数字进行逆序便为最大的数字
		int max = Integer.parseInt(new StringBuilder(num).reverse().toString());
		return max - min;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		//穷举所有可能的5位数
		for(int a=0;a<=9;a++){
			for(int b=0;b<=a;b++){
				for(int c=0;c<=b;c++){
					for(int d=0;d<=c;d++){
						for(int e=0;e<=d;e++){
							int temp = a*10000+b*1000+c*100+d*10+e;
							List<Integer> list = findRing(temp);
							if(list!=null){
								allList.add(list);
							}
						}
					}
				}
			}
		}
		show();
	}

	//利用该数字能否找到对应的环
	private static List<Integer> findRing(int num) {
		//一个记录黑洞数产生过程的数字序列
		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		int temp = num;
		while(true){
			temp = getNext(temp);
			//该环已经存在，则返回空
			if(temp==0 || exist(temp)){
				return null;
			}
			//判读该数在已经生成的数字序列中是否存在
			int index = list.indexOf(temp);
			if(index != -1){
				//把形成环的部分截取出来
				return list.subList(index, list.size());
			}else{
				//若未形成环，则将该数字加入到数字序列中
				list.add(temp);
			}
		}
	}

	//判断该数是否已经存在于数字环中
	private static boolean exist(int temp) {
		for(List list:allList){
			if(list.contains(temp)){
				return true;
			}
		}
		return false;
	}
	
	//将所有的数字环输出 
	private static void show(){
		for(List<Integer> list: allList){
			System.out.print("[");
			for(int i=0; i<list.size()-1; ++i){
				System.out.print(list.get(i)+",");
			}
			System.out.print(list.get(list.size()-1));
			System.out.println("]");
		}
	}
	
}

运行结果：