Herausforderung

Geben Sie angesichts der hochauflösenden Molekülmasse eines organischen Moleküls die Molekülformel des Moleküls aus.

Erläuterung

Die Eingabe ist eine einzelne Zahl mit drei Dezimalstellen Genauigkeit, der relativen Molekülmasse des Moleküls.

Hier ist die Molekülmasse als die Summe der Massen der Atome in der Verbindung definiert. Da Sie nur die Molekülformeln organischer Verbindungen finden, müssen Sie folgende Atommassen kennen:

• C , Kohlenstoff: 12,011
• H , Wasserstoff: 1,008
• O , Sauerstoff: 15,999
• N , Stickstoff: 14.007

Ihre Formel sollte immer nur Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff oder Stickstoff enthalten.

Beim Schreiben der Formel sollte sie folgende Form annehmen:

CaHbOcNd

Wobei die Elemente in dieser Reihenfolge sein muss ( C -> H -> O -> Nso C2O8N4H6sollte sein C2H6O8N4) , und a, b, cund dZahlen sind , des vorhergehenden Elements in dem Molekül ( das heißt C2Mittel , dass es zwei Kohlenstoffatomen im Molekül).

Wenn a, b, coder dNull ist , sollte das Element nicht in der Formel eingeschlossen werden (zB C2H6O2N0soll C2H6O2). Wenn schließlich a, b, coder deins sind, sollten Sie nicht die Nummer in der Formel enthalten (zB C1H4sollte CH4).

Die Eingabe ist immer gültig (dh es gibt ein Molekül mit dieser Masse). Wenn die Eingabe nicht eindeutig ist (mehrere Moleküle haben dieselbe Masse), müssen Sie nur eines der Moleküle ausgeben. Wie Sie dieses Molekül auswählen, liegt bei Ihnen.

Gearbeitetes Beispiel

Angenommen, die Eingabe ist 180.156, dass es nur eine Kombination der Elemente gibt, die diese Molekülmasse haben können:

12.011*6 + 1.008*12 + 15.999*6 + 14.007*0 = 180.156

Es gibt also:

• 6 Kohlenstoffe
• 12 Wasserstoffatome
• 6 Sauerstoff
• 0 Stickstoffatome

Daher sollte Ihre Ausgabe sein:

C6H12O6

Mehr Beispiele

Input -> Output

28.054 -> C2H4
74.079 -> C3H6O2
75.067 -> C2H5O2N
18.015 -> H2O

Gewinnen

Der kürzeste Code in Bytes gewinnt.

Mathematica, 108 Bytes

Print@@Join@@({Characters@"CHON",#}ᵀ/.a_/;Last@a<2:>Table@@a)&/@{12011,1008,15999,14007}~FrobeniusSolve~#&

Reine Funktion, die die Eingabe als Ganzzahl erwartet (1000-fache relative Molmasse); Es gibt alle möglichen Antworten auf STOUD aus (und gibt ein Array von Nulls zurück).

Das schwere Heben erfolgt durch das eingebaute Gerät {12011,1008,15999,14007}~FrobeniusSolve~#, das alle nichtnegativen Ganzzahlkombinationen der fest codierten Gewichte findet, die der Eingabe entsprechen. {Characters@"CHON",#}ᵀsetzt jede solche Kombination in eine Form wie {{"C", 0}, {"H", 1}, {"O", 2}, {"N", 3}}. ( ᵀist eigentlich das private 3-Byte-Mathematica-Zeichen U + F3C7.)

Die Transformationsregel /.a_/;Last@a<2:>Table@@aändert Paare des Formulars {x, 0}in {}und Paare des Formulars {x, 1}in {x}(und spuckt Fehler aus, wenn versucht wird, sie auch auf den gesamten Ausdruck anzuwenden). Dann Print@@Join@@gibt das Ergebnis in der richtigen Form, die Notwendigkeit vermieden wird, die ganzen Zahlen als Strings und verketten zu werfen.

Python 2 , 242 Bytes

b=[12011,1008,15999,14007]
def p(m):
 if m in b:x=[0,]*4;x[b.index(m)]=1;return x
 elif m<1:return 0
 else:
  for i in range(4):
   x=p(m-b[i])
   if x:x[i]+=1;return x
  return 0
print''.join(a+`n`*(n>1)for n,a in zip(p(input()),'CHON')if n)

Probieren Sie es online aus!
Rekursive Funktion, die Eingabe ist eine ganze Zahl (1000-fache der relativen Molekülmasse), ^{danke Stephen S für die Idee}

Mein Computer benötigte 40 Segmente, um 672336sich C33H115O3N8mit diesem geänderten Code zu verwandeln . Es enthält eine Nachschlagetabelle für Treffer / Fehler, um die Anzahl der rekursiven Aufrufe zu reduzieren, und eine Optimierung, um ein Element mehrmals zu zählen (wenn die Masse hoch genug ist).

JavaScript (ES6), 159 158 Byte

Nicht gerade schnell ...

w=>[...Array(w**4|0)].some((_,n)=>![12011,1008,15999,14007].reduce((p,c,i)=>p-c*(x[i]=n%w|!(n/=w)),w*1e3,x=[]))&&x.map((v,i)=>('CHON'[i]+v).slice(0,v)).join``

Demo

let f =

w=>[...Array(w**4|0)].some((_,n)=>![12011,1008,15999,14007].reduce((p,c,i)=>p-c*(x[i]=n%w|!(n/=w)),w*1e3,x=[]))&&x.map((v,i)=>('CHON'[i]+v).slice(0,v)).join``

console.log(f(28.054))  // -> C2H4
console.log(f(18.015))  // -> H2O

Schnellere Version, 174 173 Bytes

w=>[...Array(w**3|0)].some((_,n)=>r=(d=w*1e3-14007*(a=n/w/w%w|0)-15999*(b=n/w%w|0)-12011*(c=n%w|0))%1008|d<0?0:[c,d/1008,b,a])&&r.map((v,i)=>('CHON'[i]+v).slice(0,v)).join``

Alle Testfälle

let f=

w=>[...Array(w**3|0)].some((_,n)=>r=(d=w*1e3-14007*(a=n/w/w%w|0)-15999*(b=n/w%w|0)-12011*(c=n%w|0))%1008|d<0?0:[c,d/1008,b,a])&&r.map((v,i)=>('CHON'[i]+v).slice(0,v)).join``

console.log(f(180.156)) // -> C6H12O6
console.log(f(28.054))  // -> C2H4
console.log(f(74.079))  // -> C3H6O2
console.log(f(75.067))  // -> C2H5O2N
console.log(f(18.015))  // -> H2O