Add: add optimized solution for second day tasks

python/src/2-day/optimized_solution.py

@@ -0,0 +1,164 @@
+"""
+Оптимизированное решение для задачи дня 2: Подарочный магазин
+
+Основная идея оптимизации:
+Вместо перебора всех чисел в диапазонах (что может быть очень медленно для больших диапазонов),
+мы генерируем только числа нужной формы и проверяем, попадают ли они в заданные диапазоны.
+
+Для части 1: числа вида S+S (дважды повторяющаяся последовательность)
+Для части 2: числа вида S+S+...+S (k раз, k >= 2)
+"""
+
+from typing import List, Tuple, Set
+
+
+def parse_ranges(input_str: str) -> List[Tuple[int, int]]:
+    """Парсит строку с диапазонами вида 'start-end,start2-end2'"""
+    ranges = []
+    for part in input_str.strip().split(","):
+        if part:  # пропускаем пустые части
+            start, end = map(int, part.split("-"))
+            ranges.append((start, end))
+    return ranges
+
+
+def is_in_ranges(number: int, ranges: List[Tuple[int, int]]) -> bool:
+    """Проверяет, находится ли число в одном из диапазонов"""
+    # Сортируем диапазоны для оптимизации (можно использовать бинарный поиск)
+    # Но для небольшого количества диапазонов линейный поиск тоже эффективен
+    for start, end in ranges:
+        if start <= number <= end:
+            return True
+    return False
+
+
+def generate_repeated_numbers_part1(max_len: int = 10) -> Set[int]:
+    """
+    Генерирует все числа вида S+S для части 1
+
+    Аргументы:
+        max_len: максимальная длина числа (по умолчанию 10, так как в input.txt
+                максимальная длина числа около 10-11 цифр)
+
+    Возвращает:
+        Множество чисел вида S+S (например, 55, 6464, 123123)
+    """
+    result = set()
+
+    # Длина повторяющейся последовательности S
+    for s_len in range(1, max_len // 2 + 1):
+        # Генерируем все возможные S от 10^(s_len-1) до 10^s_len - 1
+        start = 10 ** (s_len - 1) if s_len > 1 else 0
+        end = 10**s_len
+
+        for s in range(start, end):
+            # Пропускаем числа, начинающиеся с 0 (кроме самого 0)
+            if s == 0 or str(s)[0] != "0":
+                repeated = int(str(s) * 2)
+                if len(str(repeated)) <= max_len:
+                    result.add(repeated)
+
+    return result
+
+
+def generate_repeated_numbers_part2(max_len: int = 10) -> Set[int]:
+    """
+    Генерирует все числа вида S*k (k >= 2) для части 2
+
+    Аргументы:
+        max_len: максимальная длина числа
+
+    Возвращает:
+        Множество чисел вида S*k (например, 12341234, 123123123, 1111111)
+    """
+    result = set()
+
+    # Длина повторяющейся последовательности S
+    for s_len in range(1, max_len // 2 + 1):
+        # Генерируем все возможные S
+        start = 10 ** (s_len - 1) if s_len > 1 else 0
+        end = 10**s_len
+
+        for s in range(start, end):
+            # Пропускаем числа, начинающиеся с 0 (кроме самого 0)
+            if s == 0 or str(s)[0] != "0":
+                s_str = str(s)
+
+                # Количество повторений k (минимум 2)
+                for k in range(2, max_len // s_len + 1):
+                    repeated_str = s_str * k
+                    if len(repeated_str) <= max_len:
+                        repeated = int(repeated_str)
+                        result.add(repeated)
+
+    return result
+
+
+def solve_part1(ranges: List[Tuple[int, int]]) -> int:
+    """
+    Решение части 1: сумма чисел вида S+S в диапазонах
+
+    Оптимизация:
+    - Генерируем все возможные числа нужной формы заранее
+    - Проверяем только их принадлежность диапазонам
+    - Используем множество для быстрого поиска (хотя в данном случае это не критично)
+    """
+    # Определяем максимальную длину числа в диапазонах
+    max_number = max(end for _, end in ranges)
+    max_len = len(str(max_number))
+
+    # Генерируем все числа вида S+S
+    candidates = generate_repeated_numbers_part1(max_len)
+
+    # Суммируем только те, что попадают в диапазоны
+    total = 0
+    for number in candidates:
+        if is_in_ranges(number, ranges):
+            total += number
+
+    return total
+
+
+def solve_part2(ranges: List[Tuple[int, int]]) -> int:
+    """
+    Решение части 2: сумма чисел вида S*k (k >= 2) в диапазонах
+
+    Оптимизация:
+    - Генерируем все возможные числа нужной формы заранее
+    - Проверяем только их принадлежность диапазонам
+    - Избегаем перебора миллионов чисел в диапазонах
+    """
+    # Определяем максимальную длину числа в диапазонах
+    max_number = max(end for _, end in ranges)
+    max_len = len(str(max_number))
+
+    # Генерируем все числа вида S*k (k >= 2)
+    candidates = generate_repeated_numbers_part2(max_len)
+
+    # Суммируем только те, что попадают в диапазоны
+    total = 0
+    for number in candidates:
+        if is_in_ranges(number, ranges):
+            total += number
+
+    return total
+
+
+def main():
+    # Чтение входных данных
+    with open("./src/2-day/input.txt", "r") as file:
+        input_str = file.read().strip()
+
+    ranges = parse_ranges(input_str)
+
+    # Решение части 1
+    result1 = solve_part1(ranges)
+    print(f"Часть 1 (сумма чисел вида S+S): {result1}")
+
+    # Решение части 2
+    result2 = solve_part2(ranges)
+    print(f"Часть 2 (сумма чисел вида S*k, k>=2): {result2}")
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()