之前和朋友聊天,大家聊到一個話題_什么叫智商高。這個當然有很多答案,例如,我們聽過的關于牛頓、愛因斯坦、費曼、馮諾依曼的故事。有人說非常快的心算是智商高的表現,比方說隨口說一個歷史上的日期,讓你計算那是星期幾。
Dustin Hoffman 和阿湯哥Tom Cruise的電影《雨人rainman》的原型人物Kim Peek是一個自閉癥患者,他有超常的記憶和計算能力,在接受觀眾提問的視頻中,他能在幾秒甚至更短的時間內說出日期對應的星期幾。
會做這種計算的人也叫Calendar Savant,常常被人神化。僅看日期計算這一點,其實非常簡單,有很多方法都可以做到這一點。
01
方法1_brute force
如果不想記任何東西,就可以在腦子里迅速計算年之間的差別,之后計算月的差別,再計算天數之差,要考慮閏年閏月,通過天數除以7的余數算星期幾。
如果記住365的倍數就可以加快很多。這個方法的缺點是計算量有點大。電腦的一個基本原理就是在內存和運算速度之間做權衡(time-memory tradeoff)。
下面要介紹兩個方法,只需5~6步也能學會快速計算日期對應的星期數,不過稍微要記一些規則。
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方法2_YMD方法
以1989年1月13日為例,計算這一天是星期幾。
我太了解我的讀者了,一定會有人問為什么選這天呢?沒有什么原因,如果一定要說原因,那就是從那天開始到今年某個時候,一共經歷了10億秒。
步驟1_計算年份,用字母Y表示
取要計算的年份的后兩位數除以4,去掉余數。可以得到89/4_22,把得到的結果與年份的后兩位相加,22+89_111. 然后將所得的結果與之對應年代的數字相加。
因此,對于1989年,得到關于年份的代碼Y_111+0_111.
步驟2_記住月份代碼,用M表示
計算的第二步需要在下面的列表中查找(所以要背下來)對應的代碼。
對于1989年1月,得到月份代碼M_0。
步驟3_找到日期代碼,用字母D表示
這一步是直接找日期本身的數字,對于1989年1月13日,D_13。
步驟4_計算Y+M+D的數字之和
第4步是將前面得到的三個數字Y,M,D相加,于是我們得到111+0+13_124。
步驟5_計算星期數
計算的最后一步是取余運算,用步驟4得到的結果除以7取余數,于是得到124除以7的余數為5,那天就是星期五。
看著步驟多,其實很簡單,歸納起來如下圖所示_
接下來,我們再算一下愛因斯坦的生日_1879年3月14日。按照上述步驟,得出_(79/4+79+2+3+14) _ 7 _ 5。
可得結果,愛因斯坦的生日是星期五。
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方法3_末日算法
這個算法叫做“末日算法”。
假設每一年2月的最后一天(平年是28號,閏年是29號)是末日,因此每一年的4月4日,5月9日,6月6日,7月11日,8月8日,9月5日,10月10日,11月7日,12月12日的星期必然和末日的星期相同,因為這些日期和末日相差的天數正好是7的倍數。
除此之外,因為平年有365天,閏年有366天,所以每過一個平年,末日的星期數加1,每過一個閏年,末日的星期數加2(365 _ 7 _ 1, 366 _ 7 _ 2)。
這樣一來,只要我們知道某一年的末日是星期幾,就可以按照末日算法的思路快速地計算出目標日期是星期幾。
接下來,我們要介紹的計算方法需要分別記住兩組數,其中一組是末日日,如下表所示_
另一組是年代對應的錨點星期數_
同樣以1989年1月13日為例,計算過程如下_
① 用1989年的最后兩位數除以12,89除以12,商a_7,余數b_5;
② 用第1步得到的余數除以4取余數,5除以4,余數c_1;
③ a,b,c相加,d_a+b+c_7 + 5 + 1_ 13;
④ 用d除以7,取余數,13除以7,余數e_6;
⑤ 用余數e加上本年代的錨點星期數,求出本年的末日,表格里可以查到1989年的錨點星期數是星期三,星期三+6_星期二;
⑥ 用當月的末日日來計算要求的星期數,第一個表格可以查到_1989年是平年,1月的末日是1月3日,為星期二,所以1989年1月13日是星期五。
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總結
Brute force、YMD和末日算法這三種計算方法,都能算出愛因斯坦的生日(1879年3月14日)是星期五。
后兩種方法是高智商的人較為常用的計算方法,但需要記住代碼和錨點,有一定的難度。雖然掌握了高智商的計算方法,但我們也需要勤加練習,接下來講究的便是計算速度。