Электронные конфигурации

Ваша миссия - принять атомный номер элемента в качестве входного и вывести его электронную конфигурацию (например,2,8,8,2 для кальция).

вход

Атомный номер от 1 до 118. Вы можете принять допустимый ввод. Атом не заряжен (в нем столько же электронов, сколько и в протонах). Вы не можете ожидать, что ввод будет храниться в переменной, и вы должны написать законченную программу.

Выход

Количество электронов в каждой непустой электронной оболочке. Я буду весьма снисходителен к выходному формату; все перечисленные ниже допустимы, то есть вы можете использовать любые знаки препинания или пробелы для разделения чисел, и разрешены любые скобки. Пожалуйста, укажите, какой используется.

• 2,8,8,2
• 2.8.8.2
• 2, 8, 8, 2,
• [2,8,8,2]
• 2 8 8 2
• ([2 [8]] [8] 2)

Как работают электроны

В атомах электроны упорядочены в «оболочки», которые являются энергетическими уровнями. Каждая оболочка имеет определенную емкость, максимальное количество электронов, которое она способна удержать. Снаряды заполнены изнутри, но неравномерно. Ваша задача состоит в том, чтобы определить, учитывая атомный номер, сколько электронов в каждой оболочке, согласно этому источнику .

До и включая кальций (атомный номер 20), оболочки заполняются равномерно и по порядку; внутренняя оболочка сначала заполняется до 2, со второго до 8, затем с третьего до 8 и с последнего до 2. Электронная конфигурация кальция 2,8,8,2.

После кальция все усложняется; дальнейшие электроны уходят в третью оболочку, а не в последнюю. Что еще хуже, ванадий (23) 2,8,11,2, а хром (24) 2,8,13,1и марганец (25)2,8,13,2 .

Однако существуют некоторые закономерности: благородный газ и семь элементов перед ним всегда будут иметь количество электронов во внешней оболочке, увеличивающееся с 1 до 8. Например:

• золото (79): 2,8,18,32,18,1
• ртуть (80): 2,8,18,32,18,2
• ...
• астатин (85): 2,8,18,32,18,7
• радон (86): 2,8,18,32,18,8

правила

• Стандартные лазейки запрещены.
• Библиотеки, которые существовали до этого испытания, разрешены.
• Любые встроенные или библиотечные функции, которые имеют дело с атомами, молекулами или химией, запрещены.
• Наименьшая длина кода в байтах побеждает.
• В связанном источнике конфигурации элементов 103-118 помечены (?) , Как они предсказаны, и элементы слишком нестабильны, чтобы это можно было проверить. Для этого задания предположите, что они правильные.
• Вы можете жестко запрограммировать часть или все свои данные.
• [НОВОЕ ПРАВИЛО] Пожалуйста, предоставьте дамп base64 или xxd ваших файлов, если вы используете в них управляющие символы (так как многие ответы, кажется, делают)

ПОБЕДИТЕЛЬ: ответ CJam Дениса в 80 байтов !

CJam, 87 83 82 80 байт

0"hTHøìð¼Ä¿håêÛ¾ªÔ¼"256b6b5a/4a8**li<{[33:B_B*65_B*1]=\_B%8=B\#*+}/Bb0-`

Приведенный выше код содержит непечатаемые символы.

Попробуйте онлайн в интерпретаторе CJam . Если ссылка не работает для вас, скопируйте из этой вставки .

Фон

Чтобы получить электронную конфигурацию N-го атома, мы начинаем с атома без электронов и применяем к нему N- преобразования.

Чтобы уменьшить количество байтов реализации, мы представляем электронную конфигурацию атома как целое число. Каждая цифра этого целого числа в базе 33 соответствует числу электронов в определенных оболочках; наименее значимая цифра представляет внешнюю оболочку.

Например, электронная конфигурация молибдена (42) имеет вид [2 8 18 13 1] . Это соответствует целому числу 2 × 33 ⁴ + 8 × 33 ³ + 18 × 33 ² + 13 × 33 + 1 = 26,79,370 .

Палладий (48) - это особый случай, который мы рассматриваем как [2 8 18 18 0] вместо [2 8 18 18] .

Это удобное представление сводит вышеупомянутые преобразования к простой арифметике:

• R += 1 (добавить электрон к внешней оболочке)
• R += 33 (добавить электрон во вторую внешнюю оболочку)
• R += 65 (добавьте два электрона ко второй внешней оболочке; удалите один из первого)
• R += 1089 (добавить электрон в третью внешнюю оболочку)
• R += 2145 (добавьте два электрона в третью внешнюю оболочку; удалите один из второго)
• R *= 33, R += 1 (добавить новую оболочку, содержащую один электрон)

Осталось только как-то закодировать, какое преобразование нужно применить, чтобы перейти от определенного атома к следующему. Различия целочисленных представлений двух последовательных атомов заключаются в следующем:

[1 1 65 1 1 1 1 1 1 1 2369 1 1 1 1 1 1 1 78401 1 33 33 33 65 1 33 33 33 65 1 1 1 1 1 1 1 2598017 1 33 33 65 33 1 65 33 65 1 1 1 1 1 1 1 1 85745345 1 33 1089 2145 1089 1089 1089 1089 33 2145 1089 1089 1089 1089 1089 33 33 33 33 33 33 33 65 33 1 1 1 1 1 1 1 2830095041 1 33 33 2145 1089 1089 2145 1089 33 2145 1089 1089 1089 1089 1089 65 1 33 33 33 33 33 33 65 1 1 1 1 1 1 1]

Уникальные различия в этом массиве следующие:

[1 33 65 1089 2145 2369 78401 2598017 85745345 2830095041]

Все, кроме первых 5, соответствуют случаям, когда добавляется новая оболочка; их можно опустить, поскольку умножение на 33 и добавление 1 дает тот же результат, что и добавление разницы.

Поскольку мы должны добавить новую оболочку тогда и только тогда, когда текущий атом имеет ровно восемь электронов во внешней оболочке (за исключением He (2) ↦ Li (3) , который может быть закодирован как сложение 65 ), мы можем закодировать эти преобразования, как добавить 1 и определить необходимость умножения на лету.

Таким образом, если мы определим

X := 0
I := 0
L := [33 1089 65 2145 1]
T := [1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 3 1 0 0 0 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 3 0 1 3 0 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 2 4 2 2 2 2 0 4 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 3 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 4 2 2 4 2 0 4 2 2 2 2 2 3 1 0 0 0 0 0 0 3 1 1 1 1 1 1 1]

электронная конфигурация N-го атома может быть рассчитана следующим образом:

while(X < N):
    R *= (33 ** (R % 33 == 8))
    R += L[T[X]]
    X += 1

Как это устроено

" Push 0, the initial value of R; convert the following array into an integer by
  considering it a base 256 number, then back to the array of its digits in base 6.       ";

0"hTHøìð¼Ä¿håêÛ¾ªÔ¼"256b6b

" Replace each 5 in the resulting array by [4 4 4 4 4 4 4 4]. This yields the array T
  from the above section.                                                                 ";

5a/4a8**

" Read an integer N from STDIN and discard all but the first N elements of T.             ";

li<

" For each element Y of the remainder of T, do the following:                             ";

{
    [33:B_B*65_B*1]=\   " Define B := 33, push L, retrieve L[Y] and swap it with R.       ";

    _B%8=B\#*           " Execute R *= 33 ** (R % 33 == 8).                               ";

    +                   " Execute R += L[Y].                                              ";
}/

" Convert R into the array of its digits in base 33, remove eventual zeros (Palladium)
  and replace the resulting array with its string representation.                         ";

Bb0-`

Пример запуска

$ base64 -d > electrons.cjam <<< MCJoVEgM+OzwErzEGL9o5erbvqrUB4YZhrwRIjI1NmI2YjVhLzRhOCoqbGk8e1szMzpCX0IqNjVfQioxXT1cX0IlOD1CXCMqK30vQmIwLWA=
$ cksum electrons.cjam
3709391992 80 electrons.cjam
$ for i in {1..118}; do LANG=en_US cjam electrons.cjam <<< $i; echo; done
[1]
[2]
[2 1]
[2 2]
[2 3]
[2 4]
[2 5]
[2 6]
[2 7]
[2 8]
[2 8 1]
[2 8 2]
[2 8 3]
[2 8 4]
[2 8 5]
[2 8 6]
[2 8 7]
[2 8 8]
[2 8 8 1]
[2 8 8 2]
[2 8 9 2]
[2 8 10 2]
[2 8 11 2]
[2 8 13 1]
[2 8 13 2]
[2 8 14 2]
[2 8 15 2]
[2 8 16 2]
[2 8 18 1]
[2 8 18 2]
[2 8 18 3]
[2 8 18 4]
[2 8 18 5]
[2 8 18 6]
[2 8 18 7]
[2 8 18 8]
[2 8 18 8 1]
[2 8 18 8 2]
[2 8 18 9 2]
[2 8 18 10 2]
[2 8 18 12 1]
[2 8 18 13 1]
[2 8 18 13 2]
[2 8 18 15 1]
[2 8 18 16 1]
[2 8 18 18]
[2 8 18 18 1]
[2 8 18 18 2]
[2 8 18 18 3]
[2 8 18 18 4]
[2 8 18 18 5]
[2 8 18 18 6]
[2 8 18 18 7]
[2 8 18 18 8]
[2 8 18 18 8 1]
[2 8 18 18 8 2]
[2 8 18 18 9 2]
[2 8 18 19 9 2]
[2 8 18 21 8 2]
[2 8 18 22 8 2]
[2 8 18 23 8 2]
[2 8 18 24 8 2]
[2 8 18 25 8 2]
[2 8 18 25 9 2]
[2 8 18 27 8 2]
[2 8 18 28 8 2]
[2 8 18 29 8 2]
[2 8 18 30 8 2]
[2 8 18 31 8 2]
[2 8 18 32 8 2]
[2 8 18 32 9 2]
[2 8 18 32 10 2]
[2 8 18 32 11 2]
[2 8 18 32 12 2]
[2 8 18 32 13 2]
[2 8 18 32 14 2]
[2 8 18 32 15 2]
[2 8 18 32 17 1]
[2 8 18 32 18 1]
[2 8 18 32 18 2]
[2 8 18 32 18 3]
[2 8 18 32 18 4]
[2 8 18 32 18 5]
[2 8 18 32 18 6]
[2 8 18 32 18 7]
[2 8 18 32 18 8]
[2 8 18 32 18 8 1]
[2 8 18 32 18 8 2]
[2 8 18 32 18 9 2]
[2 8 18 32 18 10 2]
[2 8 18 32 20 9 2]
[2 8 18 32 21 9 2]
[2 8 18 32 22 9 2]
[2 8 18 32 24 8 2]
[2 8 18 32 25 8 2]
[2 8 18 32 25 9 2]
[2 8 18 32 27 8 2]
[2 8 18 32 28 8 2]
[2 8 18 32 29 8 2]
[2 8 18 32 30 8 2]
[2 8 18 32 31 8 2]
[2 8 18 32 32 8 2]
[2 8 18 32 32 10 1]
[2 8 18 32 32 10 2]
[2 8 18 32 32 11 2]
[2 8 18 32 32 12 2]
[2 8 18 32 32 13 2]
[2 8 18 32 32 14 2]
[2 8 18 32 32 15 2]
[2 8 18 32 32 16 2]
[2 8 18 32 32 18 1]
[2 8 18 32 32 18 2]
[2 8 18 32 32 18 3]
[2 8 18 32 32 18 4]
[2 8 18 32 32 18 5]
[2 8 18 32 32 18 6]
[2 8 18 32 32 18 7]
[2 8 18 32 32 18 8]

GolfScript (96 байт)

Вывод в виде

[2 8 18 18]

Здесь используется волшебная строка, которая содержит непечатаемые символы, поэтому я даю сценарий в формате xxd:

0000000: 7e30 5c27 0193 ca05 528e 6b25 e461 4d12  ~0\'....R.k%.aM.
0000010: 3195 9abf c9a4 bfad 588b d876 5e72 c82a  1.......X..v^r.*
0000020: 2dd3 6e92 4940 e00b 80dc 71f6 fc97 2732  -.n.I@....q...'2
0000030: 3536 6261 7365 2037 6261 7365 3c7b 2731  56base 7base<{'1
0000040: 0a29 0a5c 295c 0a2b 310a 2b29 0a40 2940  .).\)\.+1.+).@)@
0000050: 400a 402b 5c28 3227 6e2f 3d7e 7d2f 5d60  @.@+\(2'n/=~}/]`

Для онлайн-тестирования я пишу волшебную строку с escape-кодами:

"\x01\x93\xCA\x05R\x8Ek%\xE4aM\x121\x95\x9A\xBF\xC9\xA4\xBF\xADX\x8B\xD8v^r\xC8*-\xD3n\x92I@\xE0\v\x80\xDCq\xF6\xFC\x97"

но это эквивалентно, когда вы не сталкиваетесь с проблемами вставки символов в текстовые области браузера.

Подход заключается в создании виртуальной машины с 7 инструкциями, каждая из которых манипулирует списком электронных счетчиков. Затем для элемента nмы начинаем со списка счетчиков электронов 0и запускаем первые nинструкции из списка, закодированного магической строкой.

Инструкции:

1. Добавьте новую оболочку с 1 электроном: 1
2. Добавьте электрон к внешней оболочке: )
3. Добавьте электрон к следующей внешней оболочке: \)\
4. Объедините две внешние оболочки и добавить один электрон: +). (Это используется только для палладия).
5. Объедините две внешние оболочки и создайте новую оболочку с 1 электроном: +1
6. Добавьте электрон к третьей оболочке в: @)@@
7. Добавьте электрон в третью оболочку и переместите один из второй оболочки в третью оболочку. Это происходит только тогда, когда внешняя оболочка имеет 2 электрона, поэтому она реализована как @+\(2более длинная@2+@(@

Python 2 (46 + 271 = 327)

Код:

print open('f').read().decode('zip').split(';')[input()]

Файл f, содержащий следующий двоичный мусор (это коды символов)

120, 156, 101, 146, 219, 21, 195, 32, 12, 67, 87, 233, 8, 193, 188, 204, 201, 254, 123, 21, 40, 46, 146, 253, 65, 163, 171, 10, 98, 199, 188, 233, 149, 87, 62, 243, 247, 179, 158, 121, 174, 50, 87, 157, 171, 205, 213, 231, 210, 181, 118, 66, 119, 70, 119, 74, 119, 78, 119, 82, 119, 86, 127, 233, 147, 183, 29, 182, 103, 156, 103, 122, 76, 36, 19, 249, 68, 167, 56, 78, 49, 81, 77, 52, 19, 118, 110, 210, 235, 100, 19, 197, 68, 53, 209, 76, 116, 19, 250, 23, 247, 36, 56, 107, 192, 139, 30, 208, 114, 211, 183, 96, 172, 121, 87, 123, 253, 6, 90, 175, 66, 23, 118, 66, 15, 216, 6, 118, 130, 205, 96, 63, 216, 18, 119, 197, 141, 185, 222, 6, 146, 36, 76, 138, 16, 101, 162, 66, 84, 29, 225, 153, 157, 254, 163, 90, 100, 32, 229, 135, 136, 106, 201, 226, 104, 16, 225, 136, 22, 38, 70, 97, 204, 140, 133, 177, 50, 246, 251, 33, 23, 170, 71, 97, 204, 140, 133, 177, 50, 54, 198, 206, 168, 14, 253, 155, 195, 187, 135, 55, 220, 103, 145, 199, 69, 230, 188, 157, 225, 63, 44, 207, 121, 25, 53, 26, 110, 75, 247, 9, 95, 170, 27, 187, 248, 201, 75, 28, 126, 152, 255, 111, 232, 41, 56, 62, 147, 130, 35, 193, 201, 193, 41, 193, 169, 193, 105, 193, 209, 80, 79, 172, 153, 111, 72, 188, 36, 241, 158, 196, 171, 18, 111, 203, 185, 16, 95, 151, 67, 8, 97

Base64:

eJxlktsVwyAMQ1fpCMG8zMn+exUoLpL9QaOrCmLHvOmVVz7z97Oeea4yV52rzdXn0rV2QndGd0p3
TndSd1Z/6ZO3HbZnnGd6TCQT+USnOE4xUU00E3Zu0utkE8VENdFMdBP6F/ckOGvAix7QctO3YKx5
V3v9BlqvQhd2Qg/YBnaCzWA/2BJ3xY253gaSJEyKEGWiQlQd4Zmd/qNaZCDlh4hqyeJoEOGIFiZG
YcyMhbEy9vshF6pHYcyMhbEyNsbOqA79m8O7hzfcZ5HHRea8neE/LM95GTUabkv3CV+qG7v4yUsc
fpj/b+gpOD6TgiPBycEpwanBacHRUE+smW9IvCTxnsSrEm/LuRBfl0MIYQ==

По запросу теперь это полная программа, а не функция.

Старый ответ: Python (Наивный базовый уровень, 422):

f=lambda n:'eJxlktsVwyAMQ1fpCMG8zMn+exUoLpL9QaOrCmLHvOmVVz7z97Oeea4yV52rzdXn0rV2QndGd0p3TndSd1Z/6ZO3HbZnnGd6TCQT+USnOE4xUU00E3Zu0utkE8VENdFMdBP6F/ckOGvAix7QctO3YKx5V3v9BlqvQhd2Qg/YBnaCzWA/2BJ3xY253gaSJEyKEGWiQlQd4Zmd/qNaZCDlh4hqyeJoEOGIFiZGYcyMhbEy9vshF6pHYcyMhbEyNsbOqA79m8O7hzfcZ5HHRea8neE/LM95GTUabkv3CV+qG7v4yUscfpj/b+gpOD6TgiPBycEpwanBacHRUE+smW9IvCTxnsSrEm/LuRBfl0MIYQ=='.decode('base64').decode('zip').split(';')[n]

Содержание почтового индекса:

>>>'eJxlktsVwyAMQ1fpCMG8zMn+exUoLpL9QaOrCmLHvOmVVz7z97Oeea4yV52rzdXn0rV2QndGd0p3TndSd1Z/6ZO3HbZnnGd6TCQT+USnOE4xUU00E3Zu0utkE8VENdFMdBP6F/ckOGvAix7QctO3YKx5V3v9BlqvQhd2Qg/YBnaCzWA/2BJ3xY253gaSJEyKEGWiQlQd4Zmd/qNaZCDlh4hqyeJoEOGIFiZGYcyMhbEy9vshF6pHYcyMhbEyNsbOqA79m8O7hzfcZ5HHRea8neE/LM95GTUabkv3CV+qG7v4yUscfpj/b+gpOD6TgiPBycEpwanBacHRUE+smW9IvCTxnsSrEm/LuRBfl0MIYQ=='.decode('base64').decode('zip')
';1;2;2 1;2 2;2 3;2 4;2 5;2 6;2 7;2 8;2 8 1;2 8 2;2 8 3;2 8 4;2 8 5;2 8 6;2 8 7;2 8 8;2 8 8 1;2 8 8 2;2 8 9 2;2 8 10 2;2 8 11 2;2 8 13 1;2 8 13 2;2 8 14 2;2 8 15 2;2 8 16 2;2 8 18 1;2 8 18 2;2 8 18 3;2 8 18 4;2 8 18 5;2 8 18 6;2 8 18 7;2 8 18 8;2 8 18 8 1;2 8 18 8 2;2 8 18 9 2;2 8 18 10 2;2 8 18 12 1;2 8 18 13 1;2 8 18 13 2;2 8 18 15 1;2 8 18 16 1;2 8 18 18;2 8 18 18 1;2 8 18 18 2;2 8 18 18 3;2 8 18 18 4;2 8 18 18 5;2 8 18 18 6;2 8 18 18 7;2 8 18 18 8;2 8 18 18 8 1;2 8 18 18 8 2;2 8 18 18 9 2;2 8 18 19 9 2;2 8 18 21 8 2;2 8 18 22 8 2;2 8 18 23 8 2;2 8 18 24 8 2;2 8 18 25 8 2;2 8 18 25 9 2;2 8 18 27 8 2;2 8 18 28 8 2;2 8 18 29 8 2;2 8 18 30 8 2;2 8 18 31 8 2;2 8 18 32 8 2;2 8 18 32 9 2;2 8 18 32 10 2;2 8 18 32 11 2;2 8 18 32 12 2;2 8 18 32 13 2;2 8 18 32 14 2;2 8 18 32 15 2;2 8 18 32 17 1;2 8 18 32 18 1;2 8 18 32 18 2;2 8 18 32 18 3;2 8 18 32 18 4;2 8 18 32 18 5;2 8 18 32 18 6;2 8 18 32 18 7;2 8 18 32 18 8;2 8 18 32 18 8 1;2 8 18 32 18 8 2;2 8 18 32 18 9 2;2 8 18 32 18 10 2;2 8 18 32 20 9 2;2 8 18 32 21 9 2;2 8 18 32 22 9 2;2 8 18 32 24 8 2;2 8 18 32 25 8 2;2 8 18 32 25 9 2;2 8 18 32 27 8 2;2 8 18 32 28 8 2;2 8 18 32 29 8 2;2 8 18 32 30 8 2;2 8 18 32 31 8 2;2 8 18 32 32 8 2;2 8 18 32 32 10 1;2 8 18 32 32 10 2;2 8 18 32 32 11 2;2 8 18 32 32 12 2;2 8 18 32 32 13 2;2 8 18 32 32 14 2;2 8 18 32 32 15 2;2 8 18 32 32 16 2;2 8 18 32 32 18 1;2 8 18 32 32 18 2;2 8 18 32 32 18 3;2 8 18 32 32 18 4;2 8 18 32 32 18 5;2 8 18 32 32 18 6;2 8 18 32 32 18 7;2 8 18 32 32 18 8'
>>>len(_)
1478

И быстрый тест:

map(f, range(119))
Out[48]: 
['',
 '1',
 '2',
 '2 1',
 '2 2',
 '2 3',
 '2 4',
 '2 5',
 '2 6',
 '2 7',
 '2 8',
 '2 8 1',
 '2 8 2',
 '2 8 3',
 '2 8 4',
 '2 8 5',
 '2 8 6',
 '2 8 7',
 '2 8 8',
 '2 8 8 1',
 '2 8 8 2',
 '2 8 9 2',
 '2 8 10 2',
 '2 8 11 2',
 '2 8 13 1',
 '2 8 13 2',
 '2 8 14 2',
 '2 8 15 2',
 '2 8 16 2',
 '2 8 18 1',
 '2 8 18 2',
 '2 8 18 3',
 '2 8 18 4',
 '2 8 18 5',
 '2 8 18 6',
 '2 8 18 7',
 '2 8 18 8',
 '2 8 18 8 1',
 '2 8 18 8 2',
 '2 8 18 9 2',
 '2 8 18 10 2',
 '2 8 18 12 1',
 '2 8 18 13 1',
 '2 8 18 13 2',
 '2 8 18 15 1',
 '2 8 18 16 1',
 '2 8 18 18',
 '2 8 18 18 1',
 '2 8 18 18 2',
 '2 8 18 18 3',
 '2 8 18 18 4',
 '2 8 18 18 5',
 '2 8 18 18 6',
 '2 8 18 18 7',
 '2 8 18 18 8',
 '2 8 18 18 8 1',
 '2 8 18 18 8 2',
 '2 8 18 18 9 2',
 '2 8 18 19 9 2',
 '2 8 18 21 8 2',
 '2 8 18 22 8 2',
 '2 8 18 23 8 2',
 '2 8 18 24 8 2',
 '2 8 18 25 8 2',
 '2 8 18 25 9 2',
 '2 8 18 27 8 2',
 '2 8 18 28 8 2',
 '2 8 18 29 8 2',
 '2 8 18 30 8 2',
 '2 8 18 31 8 2',
 '2 8 18 32 8 2',
 '2 8 18 32 9 2',
 '2 8 18 32 10 2',
 '2 8 18 32 11 2',
 '2 8 18 32 12 2',
 '2 8 18 32 13 2',
 '2 8 18 32 14 2',
 '2 8 18 32 15 2',
 '2 8 18 32 17 1',
 '2 8 18 32 18 1',
 '2 8 18 32 18 2',
 '2 8 18 32 18 3',
 '2 8 18 32 18 4',
 '2 8 18 32 18 5',
 '2 8 18 32 18 6',
 '2 8 18 32 18 7',
 '2 8 18 32 18 8',
 '2 8 18 32 18 8 1',
 '2 8 18 32 18 8 2',
 '2 8 18 32 18 9 2',
 '2 8 18 32 18 10 2',
 '2 8 18 32 20 9 2',
 '2 8 18 32 21 9 2',
 '2 8 18 32 22 9 2',
 '2 8 18 32 24 8 2',
 '2 8 18 32 25 8 2',
 '2 8 18 32 25 9 2',
 '2 8 18 32 27 8 2',
 '2 8 18 32 28 8 2',
 '2 8 18 32 29 8 2',
 '2 8 18 32 30 8 2',
 '2 8 18 32 31 8 2',
 '2 8 18 32 32 8 2',
 '2 8 18 32 32 10 1',
 '2 8 18 32 32 10 2',
 '2 8 18 32 32 11 2',
 '2 8 18 32 32 12 2',
 '2 8 18 32 32 13 2',
 '2 8 18 32 32 14 2',
 '2 8 18 32 32 15 2',
 '2 8 18 32 32 16 2',
 '2 8 18 32 32 18 1',
 '2 8 18 32 32 18 2',
 '2 8 18 32 32 18 3',
 '2 8 18 32 32 18 4',
 '2 8 18 32 32 18 5',
 '2 8 18 32 32 18 6',
 '2 8 18 32 32 18 7',
 '2 8 18 32 32 18 8']

MATLAB - 248 244 241 178 + 44 = 222 байта

уменьшенная:

i=1;a=fread(fopen('a'));b=fix(a/7);a=a-7*b+1;d=0*a;for n=1:input(''),A=a(i);if b(i),m=1;i=i+(d(A)+2>b(i));else A=A-[1;0];m=[2;-1];i=i+1;end;d(A)=d(A)+m;end;fprintf('%d ',d(~~d));

Expanded:

i = 1;
a = fread( fopen( 'a' ) );
b = fix( a/7 );
a = a-7*b+1;
d = 0*a;
for n = 1:input('')
    A = a(i);
    if b(i)
        m = 1;
        i = i + (d(A)+2 > b(i));
    else
        A = A - [1; 0];
        m = [2; -1];
        i = i + 1;
    end
    d(A) = d(A) + m;
end
fprintf( '%d ', d(~~d) );

Зависимость двоичного файла (имя файла ' a '):

0e 39 3a 11  4f 03 72 03  3b 12 49 04  5e 12 04 73
04 3c 13 43  88 04 b2 43  04 e3 6d 05  82 3d 14 4b
05 9e 05 b3  44 05 e4 06  14 75 06 3e

Я верю, что это «полная программа» в том смысле, что ее можно вызвать из командной строки, она читает stdinи выводит вstdout .

Он использует своего рода двухбайтовый байт-код для построения электронных конфигураций. Две инструкции

inc D until N      (i.e. increment valence D by 1; advance to next instruction when D = N)

и

pulldown D         (i.e. pull down one electron from valence D, thereby decrementing it by 1
                         and incrementing valence D-1 by 2)

Инструкции закодированы в двух массивах. Первый хранитD аргумент во всех случаях. Второй хранит Nаргумент или 0для указания pulldownинструкции, поскольку N = 0никогда не используется в качестве аргумента.

Полная последовательность инструкций:

inc 1 until 2
inc 2 until 8
inc 3 until 8
inc 4 until 2
inc 3 until 11
pulldown 4

inc 3 until 16
pulldown 4

inc 4 until 8
inc 5 until 2
inc 4 until 10
pulldown 5

inc 4 until 13
inc 5 until 2
pulldown 5

inc 4 until 16
pulldown 5

inc 5 until 8
inc 6 until 2
inc 5 until 9
inc 4 until 19
pulldown 5

inc 4 until 25
inc 5 until 9
pulldown 5

inc 4 until 32
inc 5 until 15
pulldown 6

inc 5 until 18
inc 6 until 8
inc 7 until 2
inc 6 until 10
pulldown 6

inc 5 until 22
pulldown 6

inc 5 until 25
inc 6 until 9
pulldown 6

inc 5 until 32
pulldown 7

inc 7 until 2
inc 6 until 16
pulldown 7

inc 7 until 8

Стоит отметить, что 28 символов можно отбросить, если мы используем набор символов, специфичный для MATLAB, но я хотел, чтобы мое решение было представлено в виде открытого текста в Stack Exchange без каких-либо внешних ссылок на файлы.

Ссылки на внешние файлы это.

Примеры выходов

39: 2 8 18 9 2

78: 2 8 18 32 17 1

117: 2 8 18 32 32 18 7

5: 2 3

Perl 5, 235 (234 + 1 для -E)

Golfed:

@a=unpack'C*','ABR3S4sT5tU6';if(($-=<>)~~[unpack'C*',')*,-./9:@NOYZ[\]`g']){$.+=($-~~[46,90]);$p=2+$-/33;$->87|$-~~[57..64]&&($.*=-1);$o[$p]+=$.,$o[$p+1]-=$.}$%=($%=$a[$q]/8)>$-?$-:$%,$o[$a[$q++]&7]+=$%while($--=$%);$,=$";say@o

Примечание: шестнадцатеричный дамп представлен внизу этого поста, так как некоторые строковые литералы содержат управляющие символы (которые были введены через шестнадцатеричный редактор).

Разоблаченный с комментариями:

$_=<>;
# For each byte, the first 5 bits are the number of spaces to fill at a time, the next 3 bits represent the shell number, minus 1.
# Values: 10 41 42 13 52 33 14 53 34 15 73 54 35 16 74 55 36
# The 1st shell takes 2 electrons
# Then the 2nd shell take 8, then the third takes 8...
@a=unpack'C*','ABR3S4sT5tU6';
# Contains the atomic numbers of abnormal elements
# Values: 18 1d 29 2a 2c 2d 2e 2f 39 3a 40 4e 4f 59 5a 5b 5c 5d 60 67
@b=unpack'C*',')*,-./9:@NOYZ[\]`g';
# if abnormal
if($_~~@b){
    # All abnormals, except element 46 and 90, only displace 1 electron
    $y=1+($_~~[46,90]);
    # Abnormals with atomic number less than 33 involve switches between shells 3 and 4
    # 33-65: 4 and 5
    # 66-98: 5 and 6
    # 99+ : 6 and 7
    $p = (3 + ~~($_/33)) - 1;
    # abnormals in these ranges move electrons from lower to higher
    # abnormals elsewhere do higher to lower
    if($_ >= 88 || $_ ~~ [57..64]){
        $y *= -1;
    }
    # move electrons
    $o[$p] += $y;
    $o[$p+1] -= $y;
}

    # extract max number of electrons to fill shell with
    # >> 3 is equivalent to /8 for integers; $% is always an integer.
    $% = $a[$q] / 8,
    # do not overfill
    $% = $% > $_ ? $_ : $%,
    # add electrons to shell
    $o[ $a[$q++] & 7 ] += $%
# reduce number of electrons left to fill shells with
while($_ -= $%);
# set list separator to space
$, = $";
# print list representing shells
say @o 

Шестнадцатеричный дамп:

0000000: 4061 3d75 6e70 6163 6b27 432a 272c 2710  @a=unpack'C*','.
0000010: 4142 1352 3314 5334 1573 5435 1674 5536  AB.R3.S4.sT5.tU6
0000020: 273b 6966 2828 242d 3d3c 3e29 7e7e 5b75  ';if(($-=<>)~~[u
0000030: 6e70 6163 6b27 432a 272c 2718 1d29 2a2c  npack'C*','..)*,
0000040: 2d2e 2f39 3a40 4e4f 595a 5b5c 5d60 6727  -./9:@NOYZ[\]`g'
0000050: 5d29 7b24 2e2b 3d28 242d 7e7e 5b34 362c  ]){$.+=($-~~[46,
0000060: 3930 5d29 3b24 703d 322b 242d 2f33 333b  90]);$p=2+$-/33;
0000070: 242d 3e38 377c 242d 7e7e 5b35 372e 2e36  $->87|$-~~[57..6
0000080: 345d 2626 2824 2e2a 3d2d 3129 3b24 6f5b  4]&&($.*=-1);$o[
0000090: 2470 5d2b 3d24 2e2c 246f 5b24 702b 315d  $p]+=$.,$o[$p+1]
00000a0: 2d3d 242e 7d24 253d 2824 253d 2461 5b24  -=$.}$%=($%=$a[$
00000b0: 715d 2f38 293e 242d 3f24 2d3a 2425 2c24  q]/8)>$-?$-:$%,$
00000c0: 6f5b 2461 5b24 712b 2b5d 2637 5d2b 3d24  o[$a[$q++]&7]+=$
00000d0: 2577 6869 6c65 2824 2d2d 3d24 2529 3b24  %while($--=$%);$
00000e0: 2c3d 2422 3b73 6179 406f                 ,=$";say@o

CJam, 309 289 байт

0000000: 22 cc b5 a3 1a f7 bd 07 1b 26 ce 73 16 55 87 08  "........&.s.U..
0000010: 27 d2 65 54 66 ac c1 38 ff de 95 d8 8a 77 6d 4e  '.eTf..8.....wmN
0000020: 0d 13 df bb b7 c6 8c ae 6b 32 4d b9 f1 7c b9 f1  ........k2M..|..
0000030: bc 68 2d 8a 5c 22 e6 5c 22 e1 d7 c9 80 ba a5 5d  .h-.\".\"......]
0000040: 64 24 47 0b aa 78 c9 13 a5 0a 65 41 08 f3 ee e3  d$G..x....eA....
0000050: 2e 58 92 19 5f 1a 80 fc d9 30 3b 51 99 c7 1b 51  .X.._....0;Q...Q
0000060: ba 0c 8a 3c 7d f0 60 1e d5 1c e7 2f 33 16 c8 1f  ...<}.`..../3...
0000070: e6 df 24 75 d1 51 e6 af 38 b4 f7 b1 63 77 14 8d  ..$u.Q..8...cw..
0000080: d3 69 bc 99 9e a5 98 56 53 e7 71 f7 48 76 7a 24  .i.....VS.q.Hvz$
0000090: a7 dc 5c 22 fc a6 55 05 30 e2 03 d6 a8 ef 1a 9f  ..\"..U.0.......
00000a0: e4 03 c6 a0 5e 60 be 01 2b ca 12 83 d4 64 69 3d  ....^`..+....di=
00000b0: a7 2e cc 59 5e 0c bb 69 b0 19 1d e1 f2 53 e4 1b  ...Y^..i.....S..
00000c0: 6e 6d cc 45 d3 1f cc 3c b7 1b 5f ca c8 d0 94 fe  nm.E...<.._.....
00000d0: 05 ea ae dc 98 9e 9a 47 a6 fa 3a 0e c3 45 ef 31  .......G..:..E.1
00000e0: 61 a0 7c 80 55 9a 5d 7a af 8e 51 e8 5c 79 c4 22  a.|.U.]z..Q.\y."
00000f0: 32 35 36 62 33 38 62 22 24 12 23 20 5c 22 12 21  256b38b"$.# \".!
0000100: 08 00 02 22 3a 69 32 2f 7b 5f 30 3d 5f 29 33 33  ...":i2/{_0=_)33
0000110: 3f 61 40 5c 2f 5c 2a 7d 2f 30 61 2f 6c 69 28 3d  ?a@\/\*}/0a/li(=
0000120: 60                                               <

Работает, заменяя обычные прогоны (например, 2 8 18 32) целыми числами больше 32 и рассматривая массив всех конфигураций как базовое число 38, которое кодируется в двоичном виде.

Пример запуска

$ base64 -d > electrons.cjam <<< Isy1oxr3vQcbJs5zFlWHCCfSZVRmrME4/96V2Ip3bU4NE9+7t8aMrmsyTbnxfLnxvGgtilwi5lwi4dfJgLqlXWQkRwuqeMkTpQplQQjz7uMuWJIZXxqA/NkwO1GZxxtRugyKPH3wYB7VHOcvMxbIH+bfJHXRUeavOLT3sWN3FI3TabyZnqWYVlPncfdIdnokp9xcIvymVQUw4gPWqO8an+QDxqBeYL4BK8oSg9RkaT2nLsxZXgy7abAZHeHyU+Qbbm3MRdMfzDy3G1/KyNCU/gXqrtyYnppHpvo6DsNF7zFhoHyAVZpdeq+OUehcecQiMjU2YjM4YiIkEiMgXCISIQgAAiI6aTIve18wPV8pMzM/YUBcL1wqfS8wYS9saSg9YA==
$ cksum electrons.cjam 
3109698089 289 electrons.cjam
$ LANG=en_US cjam electrons.cjam <<< 42; echo
[2 8 18 13 1]
$ for i in {1..118}; do LANG=en_US cjam electrons.cjam <<< $i; echo; done | md5sum
d09cb34c282ee52c2466a6b80aa30d22  -