Sum multiples of 3 and 5
The objective is to write a function that finds the sum of all positive multiples of 3 or 5 below n. Show output for n = 1000.
You are encouraged to solve this task according to the task description, using any language you may know.
Extra credit: do this efficiently for n = 1e20 or higher.
BASIC
<lang basic>Declare function mulsum35(n as integer) as integer Function mulsum35(n as integer) as integer
Dim s as integer
For i as integer = 1 to n - 1
If (i mod 3 = 0) or (i mod 5 = 0) then
s += i
End if
Next i
Return s
End Function Print mulsum35(1000) Sleep End</lang>
- Output:
233168
D
<lang d>import std.stdio, std.range, std.algorithm;
long sum35(in long n) {
return n.iota.filter!q{ a % 3 == 0 || a % 5 == 0 }.reduce!q{a + b};
}
void main() {
1000.sum35.writeln;
}</lang>
- Output:
233168
Haskell
Also a method for calculating sum of multiples of any list of numbers. <lang haskell>import Data.List (nub)
sumMul n f = f * n1 * (n1 + 1) `div` 2 where n1 = (n - 1) `div` f sum35 n = sumMul n 3 + sumMul n 5 - sumMul n 15
-- below are for variable length inputs pairLCM [] = [] pairLCM (x:xs) = map (lcm x) xs ++ pairLCM xs
sumMulS _ [] = 0 sumMulS n s = sum (map (sumMul n) ss) - sumMulS n (pairLCM ss)
where ss = nub s
main = do
print $ sum35 1000 print $ sum35 100000000000000000000000000000000 print $ sumMulS 1000 [3,5] print $ sumMulS 10000000 [2,3,5,7,11,13]</lang>
NetRexx
Portions translation of Perl 6 <lang NetRexx>/* NetRexx */ options replace format comments java crossref symbols nobinary numeric digits 40
runSample(arg) return
-- ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ method summing(maxLimit = 1000) public static
mult = 0
loop mv = 0 while mv < maxLimit
if mv // 3 = 0 | mv // 5 = 0 then
mult = mult + mv
end mv
return mult
-- ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ -- translation of perl 6 method sum_mults(first, limit) public static
last = limit - 1 last = last - last // first sum = (last / first) * (first + last) % 2 return sum
method sum35(maxLimit) public static
return sum_mults(3, maxLimit) + sum_mults(5, maxLimit) - sum_mults(15, maxLimit)
-- ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ method runSample(arg) private static
offset = 30 incr = 10
say 'Limit'.right(offset) || '|' || 'Sum' say '-'.copies(offset) || '+' || '-'.copies(60) timing = System.nanoTime sum = summing() timing = System.nanoTime - timing say 1000.format.right(offset)'|'sum say 'Elapsed time:' Rexx(timing * 1e-9).format(4, 6)'s' say
say 'Limit'.right(offset) || '|' || 'Sum' say '-'.copies(offset) || '+' || '-'.copies(60) tmax = 1e+6 timing = System.nanoTime mm = 1 loop while mm <= tmax say mm.right(offset)'|'summing(mm) mm = mm * incr end timing = System.nanoTime - timing say 'Elapsed time:' Rexx(timing * 1e-9).format(4, 6)'s' say
say 'Limit'.right(offset) || '|' || 'Sum' say '-'.copies(offset) || '+' || '-'.copies(60) timing = System.nanoTime sum = sum35(1000) timing = System.nanoTime - timing say 1000.format.right(offset)'|'sum say 'Elapsed time:' Rexx(timing * 1e-9).format(4, 6)'s' say
say 'Limit'.right(offset) || '|' || 'Sum' say '-'.copies(offset) || '+' || '-'.copies(60) tmax = 1e+27 timing = System.nanoTime mm = 1 loop while mm <= tmax say mm.right(offset)'|'sum35(mm) mm = mm * incr end timing = System.nanoTime - timing say 'Elapsed time:' Rexx(timing * 1e-9).format(4, 6)'s' say return
</lang>
- Output:
Limit|Sum
------------------------------+------------------------------------------------------------
1000|233168
Elapsed time: 0.097668s
Limit|Sum
------------------------------+------------------------------------------------------------
1|0
10|23
100|2318
1000|233168
10000|23331668
100000|2333316668
1000000|233333166668
Elapsed time: 11.593837s
Limit|Sum
------------------------------+------------------------------------------------------------
1000|233168
Elapsed time: 0.000140s
Limit|Sum
------------------------------+------------------------------------------------------------
1|0
10|23
100|2318
1000|233168
10000|23331668
100000|2333316668
1000000|233333166668
10000000|23333331666668
100000000|2333333316666668
1000000000|233333333166666668
10000000000|23333333331666666668
100000000000|2333333333316666666668
1000000000000|233333333333166666666668
10000000000000|23333333333331666666666668
100000000000000|2333333333333316666666666668
1000000000000000|233333333333333166666666666668
10000000000000000|23333333333333331666666666666668
100000000000000000|2333333333333333316666666666666668
1000000000000000000|233333333333333333166666666666666668
10000000000000000000|23333333333333333331666666666666666668
100000000000000000000|2333333333333333333316666666666666666668
1000000000000000000000|233333333333333333333166666666666666666668
10000000000000000000000|23333333333333333333331666666666666666666668
100000000000000000000000|2333333333333333333333316666666666666666666668
1000000000000000000000000|233333333333333333333333166666666666666666666668
10000000000000000000000000|23333333333333333333333331666666666666666666666668
100000000000000000000000000|2333333333333333333333333316666666666666666666666668
1000000000000000000000000000|233333333333333333333333333166666666666666666666666668
Elapsed time: 0.005545s
Perl 6
<lang perl6>sub sum35($n) { [+] grep * %% (3|5), ^$n; }
say sum35 1000;</lang>
- Output:
233168
Here's an analytical approach that scales much better for large values. <lang perl6>sub sum-mults($first, $limit) {
(my $last = $limit - 1) -= $last % $first; ($last div $first) * ($first + $last) div 2;
}
sub sum35(\n) {
sum-mults(3,n) + sum-mults(5,n) - sum-mults(15,n);
}
say sum35($_) for 1,10,100...10**30;</lang>
- Output:
0 23 2318 233168 23331668 2333316668 233333166668 23333331666668 2333333316666668 233333333166666668 23333333331666666668 2333333333316666666668 233333333333166666666668 23333333333331666666666668 2333333333333316666666666668 233333333333333166666666666668 23333333333333331666666666666668 2333333333333333316666666666666668 233333333333333333166666666666666668 23333333333333333331666666666666666668 2333333333333333333316666666666666666668 233333333333333333333166666666666666666668 23333333333333333333331666666666666666666668 2333333333333333333333316666666666666666666668 233333333333333333333333166666666666666666666668 23333333333333333333333331666666666666666666666668 2333333333333333333333333316666666666666666666666668 233333333333333333333333333166666666666666666666666668 23333333333333333333333333331666666666666666666666666668 2333333333333333333333333333316666666666666666666666666668 233333333333333333333333333333166666666666666666666666666668
Python
Three ways of performing the calculation are shown including direct calculation of the value without having to do explicit sums in sum35c() <lang python>def sum35a(n):
'Direct count' # note: ranges go to n-1 return sum(x for x in range(n) if x%3==0 or x%5==0)
def sum35b(n):
"Count all the 3's; all the 5's; minus double-counted 3*5's" # note: ranges go to n-1 return sum(range(3, n, 3)) + sum(range(5, n, 5)) - sum(range(15, n, 15))
def sum35c(n):
'Sum the arithmetic progressions: sum3 + sum5 - sum15' consts = (3, 5, 15) # Note: stop at n-1 divs = [(n-1) // c for c in consts] sums = [d*c*(1+d)/2 for d,c in zip(divs, consts)] return sums[0] + sums[1] - sums[2]
- test
for n in range(1001):
sa, sb, sc = sum35a(n), sum35b(n), sum35c(n) assert sa == sb and sa == sc
print('For n = %7i -> %i\n' % (n, sc))
- Pretty patterns
for p in range(7):
print('For n = %7i -> %i' % (10**p, sum35c(10**p)))</lang>
- Output:
For n = 1000 -> 233168 For n = 1 -> 0 For n = 10 -> 23 For n = 100 -> 2318 For n = 1000 -> 233168 For n = 10000 -> 23331668 For n = 100000 -> 2333316668 For n = 1000000 -> 233333166668
REXX
<lang rexx>/* REXX ***************************************************************
- 14.05.2013 Walter Pachl
- /
Say mul35() exit mul35: s=0 Do i=1 To 999
If i//3=0 | i//5=0 Then s=s+i End
Return s</lang> Output:
233168