Configurazioni elettroniche

La tua missione è accettare il numero atomico di un elemento come input e produrre la sua configurazione elettronica (ad es. 2,8,8,2Per il calcio).

Ingresso

Un numero atomico compreso tra 1 e 118. È possibile assumere un input valido. L'atomo non è carico (ha tanti elettroni quanti protoni). Potresti non aspettarti che l'input sia archiviato in una variabile e devi scrivere un programma completo.

Produzione

Il numero di elettroni in ciascun guscio di elettroni non vuoto. Sarò abbastanza indulgente con il formato di output; sono accettabili tutte le seguenti condizioni, vale a dire che è possibile utilizzare qualsiasi punteggiatura o spazi bianchi per separare i numeri e sono consentite parentesi di qualsiasi tipo. Si prega di specificare quale viene utilizzato.

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

Come funzionano gli elettroni

Negli atomi, gli elettroni sono ordinati in "gusci", che sono livelli di energia. Ogni shell ha una certa capacità, il numero massimo di elettroni che è in grado di contenere. I gusci sono riempiti dall'interno verso l'esterno, ma non in modo uniforme. Il tuo compito è determinare, dato un numero atomico, quanti elettroni ci sono in ogni shell, secondo questa fonte .

Fino al calcio incluso (numero atomico 20), i gusci si riempiono uniformemente e in ordine; il guscio interno viene prima riempito alla sua capacità di 2, il secondo a 8, quindi il terzo a 8 e l'ultimo a 2. La configurazione elettronica del calcio è 2,8,8,2.

Dopo il calcio, le cose si complicano; ulteriori elettroni entrano nel terzo guscio, non nell'ultimo. A peggiorare le cose, il vanadio (23) è 2,8,11,2, mentre il cromo (24) è 2,8,13,1e il manganese (25) lo è 2,8,13,2.

Ci sono alcuni schemi coerenti, tuttavia: un gas nobile e i sette elementi prima di avere sempre il numero di elettroni nel guscio esterno aumentano da 1 a 8. Ad esempio:

• oro (79): 2,8,18,32,18,1
• mercurio (80): 2,8,18,32,18,2
• ...
• astato (85): 2,8,18,32,18,7
• radon (86): 2,8,18,32,18,8

Regole

• Sono vietate le scappatoie standard .
• Le biblioteche che esistevano prima di questa sfida sono consentite.
• Qualsiasi funzione integrata o di libreria che si occupa specificamente di atomi, molecole o chimica è vietata.
• Vince la lunghezza del codice più bassa in byte.
• Nell'origine collegata, le configurazioni degli elementi 103-118 sono contrassegnate con (?) , Come sono previste, e gli elementi sono troppo instabili per poter essere verificato. Per questa sfida, supponi che siano corretti.
• È possibile codificare in tutto o in parte i dati.
• [NUOVA REGOLA] Fornisci un dump base64 o xxd dei tuoi file se utilizzi i caratteri di controllo in essi (come molte risposte sembrano fare)

VINCITORE: Dennis's CJam risponde a 80 byte !

CJam, 87 83 82 80 byte

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

Il codice sopra contiene caratteri non stampabili.

Provalo online nell'interprete CJam . Se il collegamento non funziona per te, copia da questo incolla .

sfondo

Per ottenere la configurazione elettronica dell'ennesimo atomo, iniziamo con un atomo senza elettroni e applichiamo N trasformazioni ad esso.

Per ridurre il numero di byte dell'implementazione, rappresentiamo la configurazione elettronica di un atomo come numero intero. Ogni cifra di quel numero intero nella base 33 corrisponde al numero di elettroni in un determinato guscio; la cifra meno significativa rappresenta il guscio esterno.

Ad esempio, la configurazione elettronica del molibdeno (42) è [2 8 18 13 1] . Ciò corrisponde al numero intero 2 × 33 ⁴ + 8 × 33 ³ + 18 × 33 ² + 13 × 33 + 1 = 26,79.370 .

Il palladio (48) è un caso speciale, che trattiamo come [2 8 18 18 0] anziché [2 8 18 18] .

Questa comoda rappresentazione riduce le suddette trasformazioni in semplice aritmetica:

• R += 1 (aggiungi un elettrone al guscio esterno)
• R += 33 (aggiungi un elettrone al secondo guscio esterno)
• R += 65 (aggiungi due elettroni al secondo guscio esterno; rimuovine uno dal primo)
• R += 1089 (aggiungi un elettrone al terzo guscio esterno)
• R += 2145 (aggiungi due elettroni al terzo guscio esterno; rimuovine uno dal secondo)
• R *= 33, R += 1 (aggiungi una nuova shell contenente un singolo elettrone)

Non resta che codificare in qualche modo quale trasformazione deve essere applicata per passare da un atomo particolare a quello successivo. Le differenze delle rappresentazioni intere di due atomi consecutivi sono le seguenti:

[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]

Le differenze uniche in questo array sono le seguenti:

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

Tutti tranne i primi 5 corrispondono alle istanze quando viene aggiunta una nuova shell; questi possono essere omessi poiché moltiplicando per 33 e aggiungendo 1 si ottiene lo stesso risultato dell'aggiunta della differenza.

Dato che dobbiamo aggiungere una nuova shell se e solo se l'atomo corrente ha esattamente otto elettroni nella sua shell esterna (ad eccezione di He (2) ↦ Li (3) , che può essere codificato come aggiunta 65 ), possiamo codificare quelle trasformazioni come aggiungere 1 e determinare la necessità di moltiplicazione al volo.

Pertanto, se definiamo

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]

la configurazione elettronica dell'ennesimo atomo può essere calcolata come segue:

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

Come funziona

" 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-`

Esempio di esecuzione

$ 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 byte)

L'output è nella forma

[2 8 18 18]

Questo utilizza una stringa magica che contiene caratteri non stampabili, quindi sto dando lo script in formato 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/=~}/]`

Per i test online sto scrivendo la stringa magica con escape:

"\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"

ma è equivalente quando non si verificano problemi nell'incollare i caratteri nelle pagine del browser.

L'approccio è quello di costruire una macchina virtuale con 7 istruzioni, ognuna delle quali manipola un elenco di conteggi di elettroni. Quindi per element niniziamo con un elenco di conteggi di elettroni 0ed eseguiamo le prime nistruzioni dall'elenco codificato dalla stringa magica.

Le istruzioni sono:

1. Aggiungi una nuova shell con 1 elettrone: 1
2. Aggiungi un elettrone al guscio esterno: )
3. Aggiungi un elettrone al guscio esterno: \)\
4. Unire i due gusci esterni e aggiungere un elettrone: +). (Questo è usato solo per il palladio).
5. Combina i due gusci esterni e crea un nuovo guscio con 1 elettrone: +1
6. Aggiungi un elettrone alla terza shell in: @)@@
7. Aggiungi un elettrone alla terza shell e spostane uno dalla seconda shell alla terza shell. Ciò si verifica solo quando il guscio esterno ha 2 elettroni, quindi è implementato come @+\(2piuttosto che più lungo@2+@(@

Python 2 (46 + 271 = 327)

Codice:

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

File f, contenente il seguente cestino binario (questi sono i codici char)

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==

Su richiesta, questo è ora un programma completo piuttosto che una funzione.

Vecchia risposta: Python (Naive baseline, 422):

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

Contenuto della zip:

>>>'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

E un breve test:

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 byte

minified:

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));

Allargato:

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) );

Dipendenza del file binario (nome file ' 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

Confido che questo sia un "programma completo" in quanto può essere invocato dalla riga di comando, da cui si legge stdin e trasmesso stdout.

Usa una specie di bytecode a due istruzioni per costruire le configurazioni degli elettroni. Le due istruzioni sono

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

e

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

Le istruzioni sono codificate in due array. Il primo memorizza l' Dargomento in tutti i casi. Il secondo memorizza l' Nargomento o 0per indicare pulldownun'istruzione, poiché N = 0non viene mai utilizzato come argomento.

La sequenza completa delle istruzioni è:

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

Vale la pena notare che è possibile eliminare 28 caratteri se si utilizza il set di caratteri specifico di MATLAB, ma volevo che la mia soluzione fosse rappresentabile come testo normale su Stack Exchange, senza riferimenti a file esterni.

Riferimenti a file esterni lo è.

Output di esempio

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 per -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

Nota: nella parte inferiore di questo post viene fornito un dump esadecimale, poiché alcuni letterali delle stringhe contengono caratteri di controllo (che sono stati immessi tramite un editor esadecimale).

Ungolfed con commenti:

$_=<>;
# 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 

Dump esadecimale:

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 byte

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                                               <

Funziona sostituendo le esecuzioni comuni (ad es. 2 8 18 32) Con numeri interi maggiori di 32 e considerando l'array di tutte le configurazioni un numero di base 38, che è codificato in binario.

Esempio di esecuzione

$ 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  -