问题3:你能给我一些如何优化这些实现的提示吗 而不改变我确定因子的方法?任意优化 方法:更好、更快、更“地道”的语言。

C实现是次优的(正如Thomas M. DuBuisson所暗示的那样)，该版本使用64位整数(即长数据类型)。稍后我将研究程序集清单，但根据合理的猜测，在编译后的代码中进行了一些内存访问，这使得使用64位整数明显变慢。或者是生成的代码(比如在SSE寄存器中可以容纳更少的64位整数，或者将双精度整数舍入为64位整数更慢)。

下面是修改后的代码(简单地用int替换long，我显式内联factorCount，尽管我不认为这是gcc -O3所必需的):

#include <stdio.h>
#include <math.h>

static inline int factorCount(int n)
{
    double square = sqrt (n);
    int isquare = (int)square;
    int count = isquare == square ? -1 : 0;
    int candidate;
    for (candidate = 1; candidate <= isquare; candidate ++)
        if (0 == n % candidate) count += 2;
    return count;
}

int main ()
{
    int triangle = 1;
    int index = 1;
    while (factorCount (triangle) < 1001)
    {
        index++;
        triangle += index;
    }
    printf ("%d\n", triangle);
}

运行+计时它给出:

$ gcc -O3 -lm -o euler12 euler12.c; time ./euler12
842161320
./euler12  2.95s user 0.00s system 99% cpu 2.956 total

作为参考，Thomas在前面的回答中给出了haskell实现:

$ ghc -O2 -fllvm -fforce-recomp euler12.hs; time ./euler12                                                                                      [9:40]
[1 of 1] Compiling Main             ( euler12.hs, euler12.o )
Linking euler12 ...
842161320
./euler12  9.43s user 0.13s system 99% cpu 9.602 total

结论:ghc是一个很棒的编译器，但gcc通常会生成更快的代码。

只是为了好玩。下面是一个更“原生”的Haskell实现:

import Control.Applicative
import Control.Monad
import Data.Either
import Math.NumberTheory.Powers.Squares

isInt :: RealFrac c => c -> Bool
isInt = (==) <$> id <*> fromInteger . round

intSqrt :: (Integral a) => a -> Int
--intSqrt = fromIntegral . floor . sqrt . fromIntegral
intSqrt = fromIntegral . integerSquareRoot'

factorize :: Int -> [Int]
factorize 1 = []
factorize n = first : factorize (quot n first)
  where first = (!! 0) $ [a | a <- [2..intSqrt n], rem n a == 0] ++ [n]

factorize2 :: Int -> [(Int,Int)]
factorize2 = foldl (\ls@((val,freq):xs) y -> if val == y then (val,freq+1):xs else (y,1):ls) [(0,0)] . factorize

numDivisors :: Int -> Int
numDivisors = foldl (\acc (_,y) -> acc * (y+1)) 1 <$> factorize2

nextTriangleNumber :: (Int,Int) -> (Int,Int)
nextTriangleNumber (n,acc) = (n+1,acc+n+1)

forward :: Int -> (Int, Int) -> Either (Int, Int) (Int, Int)
forward k val@(n,acc) = if numDivisors acc > k then Left val else Right (nextTriangleNumber val)

problem12 :: Int -> (Int, Int)
problem12 n = (!!0) . lefts . scanl (>>=) (forward n (1,1)) . repeat . forward $ n

main = do
  let (n,val) = problem12 1000
  print val

使用ghc -O3，它在我的机器上持续运行0.55-0.58秒(1.73GHz Core i7)。

C版本中一个更有效的factorCount函数:

int factorCount (int n)
{
  int count = 1;
  int candidate,tmpCount;
  while (n % 2 == 0) {
    count++;
    n /= 2;
  }
    for (candidate = 3; candidate < n && candidate * candidate < n; candidate += 2)
    if (n % candidate == 0) {
      tmpCount = 1;
      do {
        tmpCount++;
        n /= candidate;
      } while (n % candidate == 0);
       count*=tmpCount;
      }
  if (n > 1)
    count *= 2;
  return count;
}

在main中使用gcc -O3 -lm将long类型更改为int类型，该程序始终在0.31-0.35秒内运行。

如果您利用第n个三角形数= n*(n+1)/2，并且n和(n+1)具有完全不同的质因数分解，则可以使两者运行得更快，因此可以将每个一半的因数数相乘，以得到整体的因数数。以下几点:

int main ()
{
  int triangle = 0,count1,count2 = 1;
  do {
    count1 = count2;
    count2 = ++triangle % 2 == 0 ? factorCount(triangle+1) : factorCount((triangle+1)/2);
  } while (count1*count2 < 1001);
  printf ("%lld\n", ((long long)triangle)*(triangle+1)/2);
}

将c代码的运行时间减少到0.17-0.19秒，它可以处理更大的搜索——大于10000个因数在我的机器上大约需要43秒。我给感兴趣的读者留下了类似的haskell加速。

使用Haskell，您真的不需要显式地考虑递归。

factorCount number = foldr factorCount' 0 [1..isquare] -
                     (fromEnum $ square == fromIntegral isquare)
    where
      square = sqrt $ fromIntegral number
      isquare = floor square
      factorCount' candidate
        | number `rem` candidate == 0 = (2 +)
        | otherwise = id

triangles :: [Int]
triangles = scanl1 (+) [1,2..]

main = print . head $ dropWhile ((< 1001) . factorCount) triangles

在上面的代码中，我用普通的列表操作替换了@Thomas回答中的显式递归。代码仍然做着完全相同的事情，而不需要我们担心尾部递归。它运行(~ 7.49秒)比@Thomas回答的版本(~ 7.04秒)在我的机器上运行GHC 7.6.2，而来自@Raedwulf的C版本运行~ 3.15秒。GHC似乎在过去一年中有所改善。

PS:我知道这是一个老问题，我从谷歌搜索中偶然发现了它(我忘了我在搜索什么了，现在…)只是想评论一下关于LCO的问题，并表达我对Haskell的总体感受。我想对上面的答案进行注释，但是注释不允许代码块。

我把“Jannich Brendle”版本改成了1000，而不是500。并列出euler12.bin, euler12.bin的结果。话务量,p12dist.erl。两个erl代码都使用'+native'进行编译。

zhengs-MacBook-Pro:workspace zhengzhibin$ time erl -noshell -s p12dist start
The result is: 842161320.

real    0m3.879s
user    0m14.553s
sys     0m0.314s
zhengs-MacBook-Pro:workspace zhengzhibin$ time erl -noshell -s euler12 solve
842161320

real    0m10.125s
user    0m10.078s
sys     0m0.046s
zhengs-MacBook-Pro:workspace zhengzhibin$ time ./euler12.bin 
842161320

real    0m5.370s
user    0m5.328s
sys     0m0.004s
zhengs-MacBook-Pro:workspace zhengzhibin$

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int factorCount (long n)
{
    double square = sqrt (n);
    int isquare = (int) square+1;
    long candidate = 2;
    int count = 1;
    while(candidate <= isquare && candidate <= n){
        int c = 1;
        while (n % candidate == 0) {
           c++;
           n /= candidate;
        }
        count *= c;
        candidate++;
    }
    return count;
}

int main ()
{
    long triangle = 1;
    int index = 1;
    while (factorCount (triangle) < 1001)
    {
        index ++;
        triangle += index;
    }
    printf ("%ld\n", triangle);
}

gcc -lm -Ofast euler.c

时间。/ a.o ut

2.79s user 0.00s system 99% CPU 2.794 total

看看这个博客。在过去一年左右的时间里，他用Haskell和Python完成了一些Project Euler问题，他通常发现Haskell要快得多。我认为在这些语言之间，它更多地与你的流畅性和编码风格有关。

说到Python速度，你使用了错误的实现!尝试一下PyPy，对于这样的事情，你会发现它要快得多。