Definitionen

Quadratische Reste

Eine ganze Zahl $r$ heißt quadratisches Residuum Modulo $n$ wenn eine ganze Zahl $x$ so dass:

$$x^2\equiv r \pmod n$$

Die Menge der quadratischen Reste modulo kann einfach berechnet werden, indem die Ergebnisse von für 0 \ le x \ le \ lfloor n / 2 \ rfloor betrachtet werden .$n$$x^2 \bmod n$$0 \le x \le \lfloor n/2\rfloor$

Die Challenge-Sequenz

Wir definieren $a_n$ als die minimale Anzahl von Vorkommen mit demselben Wert $(r_0-r_1+n) \bmod n$ für alle Paare $(r_0,r_1)$ von quadratischen Resten modulo $n$ .

Die ersten 30 Begriffe sind:

$$1, 2, 1, 1, 1, 2, 2, 1, 1, 2, 3, 1, 3, 4, 1, 1, 4, 2, 5, 1, 2, 6, 6, 1, 2, 6, 2, 2, 7, 2$$

Dies ist A316975 (von mir eingereicht).

Beispiel: $n=10$

Die quadratischen Reste modulo $10$ sind $0$ , $1$ , $4$ , $5$ , $6$ und $9$ .

Für jedes Paar $(r_0,r_1)$ dieser quadratischen Reste berechnen wir $(r_0-r_1+10) \bmod 10$ , was zu der folgenden Tabelle führt (wobei $r_0$ links und $r_1$ oben ist):

$$\begin{array}{c|cccccc} & 0 & 1 & 4 & 5 & 6 & 9\\ \hline 0 & 0 & 9 & 6 & 5 & 4 & 1\\ 1 & 1 & 0 & \color{blue}7 & 6 & 5 & \color{green}2\\ 4 & 4 & \color{magenta}3 & 0 & 9 & \color{red}8 & 5\\ 5 & 5 & 4 & 1 & 0 & 9 & 6\\ 6 & 6 & 5 & \color{green}2 & 1 & 0 & \color{blue}7\\ 9 & 9 & \color{red}8 & 5 & 4 & \color{magenta}3 & 0 \end{array}$$

Die Mindestanzahl der Vorkommen mit demselben Wert in der obigen Tabelle beträgt $2$ (für $\color{green}2$ , $\color{magenta}3$ , $\color{blue}7$ und $\color{red}8$ ). Daher ist $a_{10}=2$ .

Deine Aufgabe

• Sie können entweder:

  • nimm eine ganze Zahl und gib oder$n$$a_n$ (entweder 0-indiziert oder 1-indiziert)
  • nimm eine ganze Zahl und gib das oder$n$$n$ ersten Terme der Sequenz aus oder geben Sie sie zurück
  • Nehmen Sie keine Eingabe und drucken Sie die Sequenz für immer
• Ihr Code muss in der Lage sein, einen der 50 ersten Werte der Sequenz in weniger als 1 Minute zu verarbeiten.
• Bei genügend Zeit und Speicher muss Ihr Code theoretisch für jede positive Ganzzahl funktionieren, die von Ihrer Sprache unterstützt wird.
• Das ist Code-Golf .

MATL , 14 Bytes

:UG\u&-G\8#uX<

Probieren Sie es online! Oder überprüfen Sie die ersten 30 Werte .

Erläuterung

:      % Implicit input. Range
U      % Square, element-wise
G      % Push input again
\      % Modulo, element-wise
u      % Unique elements
&-     % Table of pair-wise differences
G      % Push input
\      % Modulo, element-wise
8#u    % Number of occurrences of each element
X<     % Minimum. Implicit display

Japt -g , 22 20 Bytes

Zu lange gebraucht, um herauszufinden, worum es bei der Herausforderung eigentlich ging, hatte ich keine Zeit mehr für weiteres Golfen: \

Gibt den ndritten Term in der Sequenz aus. Fängt bei der Eingabe an zu kämpfen >900.

õ_²uUÃâ ïÍmuU
£è¥XÃn

Probieren Sie es aus oder überprüfen Sie die Ergebnisse für 0-50

---

Erläuterung

                  :Implicit input of integer U
õ                 :Range [1,U]
 _                :Map
  ²               :  Square
   uU             :  Modulo U
     Ã            :End map
      â           :Deduplicate
        ï         :Cartesian product of the resulting array with itself
         Í        :Reduce each pair by subtraction
          m       :Map
           uU     :  Absolute value of modulo U
\n                :Reassign to U
£                 :Map each X
 è                :  Count the elements in U that are
  ¥X              :   Equal to X
    Ã             :End map
     n            :Sort
                  :Implicitly output the first element in the array

Jelly ,  13  10 Bytes

-1 dank Dennis (Erzwingen einer dyadischen Interpretation mit einem führenden ð)
-2 mehr auch dank Dennis (da die Paare möglicherweise de-dupliziert werden, können wir ein Rund ein vermeiden 2)

ðp²%QI%ĠẈṂ

Eine monadische Verknüpfung, die eine positive Ganzzahl akzeptiert, die eine nicht negative Ganzzahl ergibt.

Probieren Sie es online! Oder sehen Sie sich die ersten 50 Begriffe an .

Wie?

ðp²%QI%ĠẈṂ - Link: integer, n                   e.g. 6
ð          - start a new dyadic chain - i.e. f(Left=n, Right=n)
 p         - Cartesian product of (implicit ranges)  [[1,1],[1,2],[1,3],[1,4],[1,5],[1,6],[2,1],[2,2],[2,3],[2,4],[2,5],[2,6],[3,1],[3,2],[3,3],[3,4],[3,5],[3,6],[4,1],[4,2],[4,3],[4,4],[4,5],[4,6],[5,1],[5,2],[5,3],[5,4],[5,5],[5,6],[6,1],[6,2],[6,3],[6,4],[6,5],[6,6]]
  ²        - square (vectorises)                     [[1,1],[1,4],[1,9],[1,16],[1,25],[1,36],[4,1],[4,4],[4,9],[4,16],[4,25],[4,36],[9,1],[9,4],[9,9],[9,16],[9,25],[9,36],[16,1],[16,4],[16,9],[16,16],[16,25],[16,36],[25,1],[25,4],[25,9],[25,16],[25,25],[25,36],[36,1],[36,4],[36,9],[36,16],[36,25],[36,36]]
   %       - modulo (by Right) (vectorises)          [[1,1],[1,4],[1,3],[1,4],[1,1],[1,0],[4,1],[4,4],[4,3],[4,4],[4,1],[4,0],[3,1],[3,4],[3,3],[3,4],[3,1],[3,0],[4,1],[4,4],[4,3],[4,4],[4,1],[4,0],[1,1],[1,4],[1,3],[1,4],[1,1],[1,0],[0,1],[0,4],[0,3],[0,4],[0,1],[0,0]]
    Q      - de-duplicate                            [[1,1],[1,4],[1,3],[1,0],[4,1],[4,4],[4,3],[4,0],[3,1],[3,4],[3,3],[3,0],[0,1],[0,4],[0,3],[0,0]]
     I     - incremental differences (vectorises)    [0,3,2,-1,-3,0,-1,-4,-2,1,0,-3,1,4,3,0]
      %    - modulo (by Right) (vectorises)          [0,3,2,5,3,0,5,2,4,1,0,3,1,4,3,0]
       Ġ   - group indices by value                  [[1,6,11,16],[10,13],[3,8],[2,5,12,15],[9,14],[4,7]]
        Ẉ  - length of each                          [3,2,2,4,2,2]
         Ṃ - minimum                                 2

05AB1E , 22 20 15 13 Bytes

LnI%êãÆI%D.m¢

-2 Bytes dank @Mr. Xcoder .

Probieren Sie es online aus oder überprüfen Sie die ersten 99 Testfälle (in ca. 3 Sekunden) . (HINWEIS: Die Python-Legacy-Version wird unter TIO anstelle des neuen Elixir-Umschreibens verwendet. Sie ist etwa 10-mal schneller, erfordert jedoch ein abschließendes ¬(head), da .meine Liste anstelle eines einzelnen Elements zurückgegeben wird, das ich der Fußzeile hinzugefügt habe.)

Erläuterung:

L       # Create a list in the range [1, (implicit) input]
 n      # Square each
  I%    # And then modulo each with the input
    ê   # Sort and uniquify the result (faster than just uniquify apparently)
 ã      # Create pairs (cartesian product with itself)
  Æ     # Get the differences between each pair
   I%   # And then modulo each with the input
D.m     # Take the least frequent number (numbers in the legacy version)
   ¢    # Take the count it (or all the numbers in the legacy version, which are all the same)
        # (and output it implicitly)

C (gcc) , 202 200 190 188 187 186 Bytes

• Gespeichert zwei zwölf vierzehn fünfzehn Bytes dank ceilingcat .
• Ein Byte gespeichert.

Q(u,a){int*d,*r,A[u],t,i[a=u],*c=i,k;for(;a--;k||(*c++=a*a%u))for(k=a[A]=0,r=i;r<c;)k+=a*a%u==*r++;for(r=c;i-r--;)for(d=i;d<c;++A[(u+*r-*d++)%u]);for(t=*A;++a<u;t=k&&k<t?k:t)k=A[a];u=t;}

Probieren Sie es online!

Python 2 , 97 Bytes

def f(n):r={i*i%n for i in range(n)};r=[(s-t)%n for s in r for t in r];return min(map(r.count,r))

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K (ngn / k) , 29 Bytes

{&/#:'=,/x!r-\:r:?x!i*i:!x}

Probieren Sie es online!

{ } Funktion mit Argument x

!xganze Zahlen von 0bisx-1

i: zuweisen i

x! mod x

? einzigartig

r: zuweisen r

-\: subtrahieren von jedem links

r-\:r Matrix aller Unterschiede

x! mod x

,/ Verketten Sie die Zeilen der Matrix

= group, gibt ein Wörterbuch von eindeutigen Werten zu Listen von Ereignisindizes zurück

#:' Länge jedes Wertes im Wörterbuch

&/ Minimum

Wolfram Language (Mathematica) , 64 Byte

Min[Last/@Tally@Mod[Tuples[Union@Mod[Range@#^2,#],2].{1,-1},#]]&

Probieren Sie es online!

Rubin , 88 Bytes

->n{(z=(w=(0..n).map{|x|x*x%n}|[]).product(w).map{|a,b|(a-b)%n}).map{|c|z.count(c)}.min}

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APL (Dyalog Unicode) , 28 24 Bytes

{⌊/⊢∘≢⌸∊⍵|∘.-⍨∪⍵|×⍨⍳⍵+1}

Probieren Sie es online!

Präfix Direktfunktion. Verwendet ⎕IO←0.

Danke an Cows Quack für 4 Bytes!

Wie:

{⌊/⊢∘≢⌸∊⍵|∘.-⍨∪⍵|×⍨⍳⍵+1} ⍝ Dfn, argument ⍵

                   ⍳⍵+1 ⍝ Range [0..⍵]
                 ×⍨     ⍝ Squared
               ⍵|       ⍝ Modulo ⍵
              ∪         ⍝ Unique
          ∘.-⍨          ⍝ Pairwise subtraction table
       ∊⍵|              ⍝ Modulo ⍵, flattened
      ⌸                 ⍝ Key; groups indices (in its ⍵) of values (in its ⍺).
   ⊢∘≢                  ⍝ Tally (≢) the indices. This returns the number of occurrences of each element.
 ⌊/                      ⍝ Floor reduction; returns the smallest number.