Я натрапив на питання на сайті Code Review , що здається цікавим. Я думаю, що ОП робить це неправильно, але не можу бути впевненим ... Тож давайте вирішимо це для нього! (написати програму, а не функцію / процедуру)

Вхідні дані (stdin або подібні):

Ціле число x в десятковій нотації. Він більший за 1 і менше 2 ^ 31.

Вихід (stdout або подібний):

Ціле число yв десятковій нотації. Продуктx * y у десятковому поданні повинен містити лише цифри 0 і 1. Це повинно бути мінімальним таким числом, що перевищує 0.

Примітка: вихід не обмежений - якщо мінімальний показник yстановить близько 10 ^ 100, ваша програма повинна виводити всі свої 100 цифр (я не знаю, чи є розумний ліміт, наприклад 2 ^ 64, наy - не вирішив ).

Ваша програма повинна закінчитися у розумний час (1 секунда? 1 годину? - щось подібне) для всіх x в діапазоні.

Бонус:

Якщо ваша програма не обмежує розмір вхідного сигналу (крім оперативної пам’яті) і має складність полінома, помножте кількість байтів вашої програми на 0.8та округніть її вниз.

Приклад: Введення 2; вихід 5, тому що 2 * 5 = 10

Приклад: Введення 21; вихід 481, тому що 21 * 481 = 10101

Відмова: Я не несу відповідальності за запитання на сайті Code Review. У разі будь-якої невідповідності, належним специфікацією слід вважати лише описаний вище опис.

OEIS A079339

Pyth, 9 байт

f!-`*TQ10

Демонстрація

Для кожного кратного перетворіть на рядок, відніміть цифри в 10 (використовуючи в цьому випадку зручний Pyth int to str cast), а потім логічно заперечуйте результат, припиняючи пошук лише тоді, коли знайдено правильний множину.

Бонусний розчин, 10 байт:

f.xi`*TQ2Z

Це рішення фактично перевіряє, чи може рядкове представлення числа розглядатися як двійкове число ( i ... 2) і припиняється, коли помилка не видається при цій спробі.

Python 2, ефективне рішення, 99

n=input()
d={n:0}
k=1
while min(d):[d.setdefault((x+k)%n,d[x]+k)for x in set(d)];k*=10
print d[0]/n

Спасибі Sp3000 за кілька порад щодо гольфу.

Я закликаю всіх інших публікувати (за власними відповідями), скільки часу потрібно, щоб отримати результат для введення 72або 99:) Якщо це дійсно швидко, спробуйте щось на зразок79992 наступного (все ж <1 сек тут).

Пояснення:

Я вважав, що це не потрібно (оскільки код досить читабельний), але я отримав запит, і ось, він іде:

Перша ідея полягає в тому, що двійкове число, яке виглядає, - це сума 1 або більше різних потужностей 10. Тому ми можемо намагатися різними способами додавати різні потужності 10, поки не отримаємо залишок 0.

Якщо ми робимо це наївно, це те саме, що генерувати всі бінарні номери і тестувати їх. Але багато залишків буде однаковим. Кращий спосіб - записати лише найменше число, яке дало певну залишок, і послідовно додати більші потужності 10 до чисел, які ми записали. Ось що робить програма.

dце словник / карта, де ключі є залишками, а значення - це двійкові номери з цим залишком. Початковий n:0- це особливий випадок: він повинен бути 0:0таким, що ми можемо почати додавати до нього повноваження, але алгоритм зупиняється при знаходженні ключа 0, тому я використовував nзамість цього, який гарантовано матиме такий же ефект і не заважатиме іншим значенням.

Потім ми починаємо додавати потужність 10 (зберігається в k) до всіх існуючих чисел і записуємо залишки. Додаємо kдо залишку: (x+k)%nі до числа:, d[x]+kі записуємо його лише у випадку, якщо це новий залишок:, d.setdefault(…)тоді переходимо до наступної потужності:k*=10 і повторюємо, поки не отримаємо ключ 0:while min(d)

Зрештою, d[0]дає двійкове вигляд, що має залишок 0 мод n, тому ми ділимо його на, nщоб отримати рішення.

Примітка: програму можна зробити більш ефективною, уникаючи великої кількості (записуючи експоненти, а не потужність 10, і обчислюючи залишки потужностей від попередніх значень), але це код гольфу, тому ...

Насправді тут я написав більш швидку версію:

n=input()
d={n:0}
k=1
b=0
while 0not in d:
 for x in list(d):d.setdefault((x+k)%n,b)
 k=(k*10)%n;b+=1
x=10**d[0]
while x%n:x+=10**d[n-x%n]
print x/n

Python 2, 47 байт

n=a=input()
while'1'<max(str(a)):a+=n
print a/n

Відстежує вхідний номер nі поточний кратний a. Коли це aсхоже на двійковий, виведіть коефіцієнт a/n. Щоб перевірити, що число складається з 0's і 1' s, ми порівнюємо максимальний char у його рядковому поданні до '1'.

Використовує str(a)замість того, `a`щоб уникнути тривалих закінчень L. На жаль, 'L'більший за '1'.

Perl, 27 байт

#!perl -p
1while($_*++$\)=~/[2-9]/}{

Підрахувавши шебанг як один, вхід береться з stdin.

Використання зразка

$ echo 2 | perl dec-bin.pl
5

$ echo 21 | perl dec-bin.pl
481

$ echo 98 | perl dec-bin.pl
112245

Perl, 25 байт

#!perl -p
eval'0b'.++$\*$_||redo}{

Поліпшення на два байти від @skmrx .

Замість того, щоб перевіряти регекс, він замість цього намагається оцінити продукт як двійковий літерал. При невдачі переходить до наступного. Зазвичай octфункція буде використовуватися для цієї мети, але вона мовчки обрізає недійсні цифри, що не корисно в цьому виклику.

Perl, 40 байт

#!perl -p
1while($b=sprintf"%b",++$i)%$_;$_=$b/$_

Набагато ефективніше рішення. Ми повторюємо бінарні подання, інтерпретуємо їх як основу 10, а потім перевіряємо на подільність. Час виконання для всіх значень менше 100 незначно.

Використання зразка

$ echo 72|perl dec-bin.pl
1543209875

$ echo 99|perl dec-bin.pl
1122334455667789

Javascript, 43 байти

Це закінчилося набагато коротше, ніж я думав. Це в основному з кроком yдо 1 до y * (input number) = (binary-looking number). Очевидно досить неефективно.

for(x=prompt(y=0);!+('0b'+x*++y););alert(y)

Javascript (більш ефективне рішення), 53 байти

Це не один кроком yв довічним до y / (input number) = (number without a remainder). Потім він виводить (number without a remainder).

for(x=prompt(y=1);(z=y.toString(2))%x;y++);alert(z/x)

Javascript (ще більш ефективне рішення), 76 байт

Цей поєднує обидва попередні методи, описані вище. Він перевіряє кроки yдо тих пір, поки не буде y * (input number) = (binary-looking number)(тобто означає, що вихідний y) АБО y / (input number) = (number without a remainder)(означає, що вихідний (number without a remainder)).

for(x=prompt(y=a=0);!a;a=+('0b'+x*++y)?y:(z=y.toString(2))%x?0:z/x);alert(a)

Haskell, 72 70 64 60 58 байт

main=do x<-readLn;print$[y|y<-[1..],all(<'2')$show$x*y]!!0

Редагувати: @Jan Dvorak допоміг мені зберегти 4 байти.

Редагувати: @BlackCap зберегло 2 байти, перейшовши на doнотацію. Спасибі!

Python 2, 67 65 63 60 байт

a=input();b=1
while set(`a*b`)&set('23456789'):b+=1
print b

Завдяки статусу за 2 байти та Шебангу за 5 байт!

JavaScript (ES6) 222 250

Використання довільної математики точності (працює на рядках десяткових цифр)

Це може бути трохи більше (зроблено), але мені подобається те, що воно не обмежується стандартними числами JS (17 десяткових цифр точності) і що це швидко.

Випробуйте запуск фрагмента нижче у веб-переглядачі, сумісному з EcmaScript 6. Час прийнятний до 9998 - не намагайтеся 9999 і будьте терплячі з 999.

// As a complete program with I/O via popup  
for(n=+prompt(a=[0],q=[t=1]);t;){for(c=1,t=i=0;i<a.length;i++)a[i]=a[i]&c?0:a[i]|c?(c=0,t+=q[i],1):c=0;c&&(a[i]=c,t+=q[i]=q[i-1]*10%n);t%=n}a.reverse().map(a=>(z+=[a],d=z/n|0,z%=n,r||d?r+=d:0),r='',z=0);alert([r,a.join``])

// As a testable function
f=n=>{
  for(a=[0],q=[t=1];t;)
  {
    for(c=1,t=i=0;i<a.length;i++)
      a[i]=a[i]&c?0:a[i]|c?(c=0,t+=q[i],1):c=0
    c&&(a[i]=c,t+=q[i]=q[i-1]*10%n);
    t%=n
  }  
  a.reverse().map(a=>(z+=[a],d=z/n|0,z%=n,r||d?r+=d:0),r='',z=0)
  return [r,a.join``]
}

// Test and timing
out = x => O.innerHTML += x + '\n'

setTimeout(_=>{
;[1,2,10, 21, 23, 98, 72, 9, 99, 999]
.forEach((test,i) => { 
  var t0 = ~new Date  
  var result = f(test)
  out('n='+test+' '+result+' time(ms) ' + (t0-~new Date))
})},100)  

<pre id=O>Timing test cases ...
</pre>

Більш читабельний

Це перша версія з модулем і тривалим поділом як розділені функції.

// function M - Modulus with arbitrary precision - a is a string of decimal digits
M = (a, b, q = 1, t = 0, j = a.length) => {
  while (j--) + a[j] ? t += q : 0, q = (q * 10) % b;
  return t % b
}

// function D - Long division with arbitrary precision - a is a string of decimal digits
D = (a, b, r = '', z = 0) => [...a].map(a => (z += a, d = z / b | 0, z %= b, r || d ? r += d : 0)) && r

// Testable function 
f = n => {
  for (i = 0; ++i < 1e7 && (z = M(v = i.toString(2), n)););
  return z ? ['big'] : [D(v, n), v]
}

Perl, 45 байт

do{$a++}while($a*($b||=<>))=~/[2-9]/;print$a;

Pyth, 10 байт

f<eS`*TQ`2

Запустіть код.

Порт мого відповіді на Python , витягуючи з Maltysen використання , fщоб знайти перше позитивне число , яке відповідає умові.

PHP, 50 байт

while(preg_match('/[^01]/',$argv[1]*++$y));echo$y;

Деякі тестові випадки

1 > 1
2 > 5
12 > 925
21 > 481

CJam, 19 17 16 байт

li:V!{)_V*sAs-}g

Спробуйте в Інтернеті

Рішення грубої сили, намагаючись значення послідовно, поки не буде знайдено одну умову.

Остання версія зберігає 2 байти завдяки використанню Asзамість того, "01"щоб будувати рядок, що містить 0і1 , як запропонував @aditsu. Повне запропоноване рішення в коментарі економить ще один байт, але він виглядає досить відмінним від мого, тому я не хотів публікувати його під своїм іменем.

І ще 1 байт, збережений @Dennis.

Пояснення:

li      Get input and convert to int.
:V      Save it in variable V.
!       Negate the value. Since we saved it in V, we don't need it on the stack anymore.
        But we need 0 on the stack as the start value for y. This conveniently
        accomplishes both with a single operator, since the input is guaranteed to be
        larger than 0.
{       Loop over y.
  )       Increment y.
  _       Copy it.
  V*      Multiply with input in variable V.
  s       Convert to string.
  As      Push the string "10", as the number 10 converted to a string .
  -       Remove 0 and 1 digits. This will result in an empty list if there were only
          0 and 1 digits. The empty list is falsy, and will terminate the loop.
}g      End loop.

Пітон 3 2, 101 76 байт

-25 байт завдяки @aditsu

майже такий же ефективний, як рішення @ aditsu

99 -> 0.436 Seconds
72 -> 0.007 Seconds

b,m,n=1,1,input()
while b%n:
 b=int("{0:b}".format(m))
 m+=1
print b/n

Замість того, щоб намагатися прокручувати кратні у збільшенні порядку, я намагаюся прокручувати продукти, які я генерую у "двійковій" формі.

Java, 213 bytes

import java.math.*;class P{public static void main(String[]a){BigInteger b=new java.util.Scanner(System.in).nextBigInteger(),c,d=c=b.ONE;while(!(b.multiply(c)+"").matches("[01]+"))c=c.add(d);System.out.print(c);}}

Uses BigIntegers and as such has (for all reasonable intents and purposes) unbounded input size. Not sure about the complexity though, that depends on the growth rate of our function here.

Thanks to geobits and ypnypn for saving a handful of bytes.

C, 3675 bytes

So long for Code Golf...

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <assert.h>

#define min_n 1
#define max_n 10000

unsigned *mod_list; // list of mods to check
unsigned mod_list_length; // number of mods to check
char *graph; // for each mod, the power of 10 that gives it

void BuildGraph(unsigned n)
{
    unsigned mod10 = 10 % n;
    int pow = 1;

    memset(graph, 0, n);
    if (n == 1)
        return;
    mod_list[0] = 0; // mod 0 - no path coming to it yet
    mod_list[1] = 1; // mod 1 - 10^0 coming to it
    mod_list_length = 2;
    while (graph[0] == 0)
    {
        // We are going to change mod_list_length by adding new nodes.
        // This should not affect the set of nodes we check, so save its old value.
        unsigned mod_list_limit = mod_list_length;
        for (unsigned i = 0; i < mod_list_limit; ++i)
        {
            unsigned mod = mod_list[i] + mod10;
            if (mod >= n)
                mod -= n;
            if (graph[mod] == 0 && mod != 1) // new node?
            {
                graph[mod] = pow; // record the power of 10 with which we come to this node
                mod_list[mod_list_length++] = mod; // add it to the list of nodes
                if (mod == 0) // found the path to 0?
                    return; // stop calculating
            }
        }
        mod10 = (unsigned long long)mod10 * 10 % n; // go to next power of 10
        ++pow;
    }
}

void PrintPath(unsigned n, char *out)
{
    // Going to output powers of 10 in descending order
    unsigned mod = 0; // start at node 0
    int prev_pow = graph[mod] + 1; // happens to be an acceptable initialization
    do {
        int pow = graph[mod];
        while (--prev_pow > pow) // output the proper number of 0-digits
            *out++ = '0';
        *out++ = '1'; // output the digit 1, corresponding to current power of 10
        if (pow == 0)
            break;
        unsigned mod10 = 1;
        for (int p = 0; p < pow; ++p)
            mod10 = (unsigned long long)mod10 * 10 % n;
        mod = (mod + n - mod10 % n) % n; // go to the preceding node
    } while (mod != 0);
    while (--prev_pow >= 0) // output the proper number of 0-digits
        *out++ = '0';
    *out++ = 0;
}

// The long division algorithm
void DivideAndPrint(char *product, unsigned n, FILE* file)
{
    unsigned long long temp = 0;
    int print = 0;
    while (*product != '\0')
    {
        temp = temp * 10 + *product++ - '0';
        if (temp >= n)
            print = 1;
        if (print)
        {
            unsigned quotient = (unsigned)(temp / n);
            unsigned remainder = temp % n;
            fputc('0' + quotient, file);
            temp = remainder;
        }
    }
    fputc('\n', file);
    assert(temp == 0); // if not divisible, there is a bug somewhere
}

void Calc(unsigned n, FILE* file)
{
    char result[99];
    BuildGraph(n);
    PrintPath(n, result);
    DivideAndPrint(result, n, file);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    unsigned n;

    if (argv[1])
    {
        FILE* file = fopen(argv[1], "wt");
        mod_list = calloc(max_n, sizeof(int));
        graph = calloc(max_n, 1);
        clock_t before = clock();
        for (n = min_n; n <= max_n; ++n)
        {
            Calc(n, file);
        }
        clock_t after = clock();
        fprintf(stderr, "Time: %f\n", (after - before) / (double)CLOCKS_PER_SEC);
    }
    else
    {
        scanf("%u", &n);
        mod_list = calloc(n, sizeof(int));
        graph = calloc(n, 1);
        Calc(n, stdout);
    }
}

Run with no command line parameters - it gets n from stdin and outputs the result to stdout. Run with a file name - it writes the results for n = 1...10000 into that file, and measures time.

Performance for 1...10000: 140 ms

This code uses the algorithm proposed by aditsu, implemented in C for speed. I made no effort to golf it, so the code would be easier to read.

I implemented it first in C++ using std::map to record the results of the search, and it was rather slow. However, the keys of the map are consecutive integers (I call them mods, because they represent numbers modulo n), so it's natural to use an array - so I rewrote it in C.

An additional optimization concerns the values of the mapping - in order to avoid storing a big integer for each mod, I store only the largest power of 10 there - it's just enough information to go to the previous mod. So the array is really a search tree/graph. When the search arrives to mod = 0, tracing the nodes of the tree back to the root gives the powers of 10 in descending order.

Since search usually stops rather quickly, with only a small fraction of nodes visited, I need a list of active nodes. It's implemented as an array mod_list with length mod_list_length.

Some runtime statistics (on a machine with 16 GB RAM, which seems to be important for large n, because the program allocates 5n bytes of memory):

• Input 99999999 - 2 seconds
• Input 999999999 - 27 seconds (the result is 111111111222222222333333333444444444555555555666666666777777777888888889 - probably the largest result possible for 32-bit integers)
• Input 2147483647 - 26 seconds (the result is 4661316525084584315813)
• Input 1999999998 - 52 seconds (probably the longest run time possible for 32-bit integers)

C++11, many bytes, very fast, wow (1.5 s on 1999999998, 0.2 s on 1…10000)

(Golfed Python version below.)

We start with a concept somewhat similar to aditsu’s solution, where we inductively build up a collection of modular remainders reachable in n steps. But instead of waiting until we find remainder 0, we check for two found remainders a and b such that a·10^n + b = 0. This meet-in-the-middle approach halves the depth of the search tree, so it’s much faster on large inputs and uses much less memory.

Some benchmarks:

$ echo 99999999 | \time ./decbin
1111111122222222333333334444444455555555666666667777777788888889
0.18user 0.01system 0:00.20elapsed 99%CPU (0avgtext+0avgdata 69360maxresident)k
0inputs+0outputs (0major+16276minor)pagefaults 0swaps
$ echo 999999999 | \time ./decbin
111111111222222222333333333444444444555555555666666666777777777888888889
1.22user 0.04system 0:01.27elapsed 100%CPU (0avgtext+0avgdata 434776maxresident)k
0inputs+0outputs (0major+37308minor)pagefaults 0swaps
$ echo 2147483647 | \time ./decbin
4661316525084584315813
0.00user 0.00system 0:00.01elapsed 72%CPU (0avgtext+0avgdata 5960maxresident)k
0inputs+0outputs (0major+1084minor)pagefaults 0swaps
$ echo 1999999998 | \time ./decbin
555555556111111111666666667222222222777777778333333333888888889444444445
1.42user 0.08system 0:01.50elapsed 100%CPU (0avgtext+0avgdata 544140maxresident)k
0inputs+0outputs (0major+38379minor)pagefaults 0swaps
$ \time ./decbin 10000.out
0.19user 0.00system 0:00.20elapsed 100%CPU (0avgtext+0avgdata 3324maxresident)k
0inputs+264outputs (0major+160minor)pagefaults 0swaps

Code:

#include <algorithm>
#include <boost/iterator/transform_iterator.hpp>
#include <fstream>
#include <list>
#include <iostream>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>

using namespace boost;
using namespace std;

static inline bool cmp_first_partnered(pair<int, pair<int, int>> a,
                                       pair<int, pair<int, int>> b) {
  return a.first < b.first;
}
static inline bool eq_first_partnered(pair<int, pair<int, int>> a,
                                      pair<int, pair<int, int>> b) {
  return a.first == b.first;
}

static pair<int, int> retrace(int modulus, int place, pair<int, int> state,
                              list<vector<int>>::iterator i,
                              list<vector<int>>::iterator j, string &ret) {
  if (i == j)
    return state;
  state = retrace(modulus, (place * 10LL) % modulus, state, next(i), j, ret);
  int remainder = state.first;
  long long k = state.second * 10LL;
  if (!binary_search(i->cbegin(), i->cend(), remainder)) {
    remainder = ((long long)remainder + modulus - place) % modulus;
    k += 1;
  }
  int digit = k / modulus;
  if (digit != 0 || ret.size())
    ret += '0' + digit;
  return make_pair(remainder, k % modulus);
}

static void mult(int modulus, int x, int y,
                 vector<pair<int, pair<int, int>>>::iterator i,
                 vector<pair<int, pair<int, int>>>::iterator j) {
  if (y - x == 1) {
    for (auto k = i; k != j; k++)
      k->first = (k->first * 10LL) % modulus;
    return;
  }

  int z = (x + y) / 2;
  vector<pair<int, pair<int, int>>>::iterator k = lower_bound(
      i, j, make_pair(int(((long long)modulus * z + 9) / 10), make_pair(0, 0)));
  mult(modulus, x, z, i, k);
  mult(modulus, z, y, k, j);
  inplace_merge(i, k, j,
                [](pair<int, pair<int, int>> a, pair<int, pair<int, int>> b) {
                  return make_pair(a.first, a.second.second) <
                         make_pair(b.first, b.second.second);
                });
}

static string go(int modulus) {
  if (modulus == 1)
    return "1";

  int sequence = 1;
  list<vector<int>> v = {{0}};
  vector<pair<int, pair<int, int>>> partnered;
  int place = 1;
  while (true) {
    v.emplace_back(v.rbegin()->size() * 2);
    vector<int> &previous = *next(v.rbegin()), &current = *v.rbegin();

    auto offset = [modulus, place, sequence](int a) {
      return (a + (long long)place) % modulus;
    };
    auto old_mid =
        lower_bound(previous.cbegin(), previous.cend(), modulus - place),
         new_mid = lower_bound(previous.cbegin(), previous.cend(), place);
    current.resize(
        set_union(new_mid, previous.cend(),
                  make_transform_iterator(previous.cbegin(), offset),
                  make_transform_iterator(old_mid, offset),
                  set_union(previous.cbegin(), new_mid,
                            make_transform_iterator(old_mid, offset),
                            make_transform_iterator(previous.cend(), offset),
                            current.begin())) -
        current.begin());

    int place2 = modulus - (long long)place * place % modulus;
    auto offset_partnered = [modulus, place, place2,
                             sequence](pair<int, pair<int, int>> a) {
      return make_pair((a.first + (long long)place2) % modulus,
                       make_pair((a.second.first + (long long)place) % modulus,
                                 sequence + a.second.second));
    };
    auto old_mid_partnered =
        lower_bound(partnered.cbegin(), partnered.cend(),
                    make_pair(modulus - place2, make_pair(0, 0))),
         new_mid_partnered = lower_bound(partnered.cbegin(), partnered.cend(),
                                         make_pair(place2, make_pair(0, 0)));
    vector<pair<int, pair<int, int>>> next_partnered(partnered.size() * 2 + 1);
    auto i =
        set_union(partnered.cbegin(), new_mid_partnered,
                  make_transform_iterator(old_mid_partnered, offset_partnered),
                  make_transform_iterator(partnered.cend(), offset_partnered),
                  next_partnered.begin(), cmp_first_partnered);
    if (new_mid_partnered == partnered.cend() ||
        new_mid_partnered->first != place2)
      *i++ = make_pair(place2, make_pair(place, sequence));
    next_partnered.resize(
        set_union(new_mid_partnered, partnered.cend(),
                  make_transform_iterator(partnered.cbegin(), offset_partnered),
                  make_transform_iterator(old_mid_partnered, offset_partnered),
                  i, cmp_first_partnered) -
        next_partnered.begin());
    partnered.swap(next_partnered);

    sequence += previous.size();

    place = (place * 10LL) % modulus;

    mult(modulus, 0, 10, partnered.begin(), partnered.end());
    partnered.resize(
        unique(partnered.begin(), partnered.end(), eq_first_partnered) -
        partnered.begin());

    auto with_first = [](int a) { return make_pair(a, make_pair(a, 0)); };

    vector<pair<int, pair<int, int>>> hits;
    set_intersection(partnered.cbegin(), partnered.cend(),
                     make_transform_iterator(current.cbegin(), with_first),
                     make_transform_iterator(current.cend(), with_first),
                     back_inserter(hits), cmp_first_partnered);

    if (hits.size()) {
      pair<int, pair<int, int>> best = *min_element(
          hits.begin(), hits.end(),
          [](pair<int, pair<int, int>> a, pair<int, pair<int, int>> b) {
            return a.second.second < b.second.second;
          });
      string ret = "";
      pair<int, int> state =
          retrace(modulus, 1, make_pair(best.second.first, 0), v.begin(),
                  prev(v.end()), ret);
      retrace(modulus, 1, make_pair(best.first, state.second), v.begin(),
              prev(v.end()), ret);
      return ret;
    }
  }
}

int main(int argc, const char *argv[]) {
  ios_base::sync_with_stdio(false);
  if (argc >= 2) {
    ofstream ofs(argv[1]);
    for (int modulus = 1; modulus <= 10000; modulus++)
      ofs << go(modulus) << '\n';
  } else {
    int modulus;
    cin >> modulus;
    cout << go(modulus) << '\n';
  }
  return 0;
}

Python, 280 bytes (8.6 seconds on 1999999998 with PyPy)

n=input()
if n<2:print 1;exit()
d={0:0}
l=[]
k=1
b=x=y=0
while 1:
 for a in[0]+l:
  m=(a+k)%n
  if m not in d:l.append(m);d[m]=b
 k=(k*10)%n;b+=1
 for a in l:
  if(-k*a)%n in d:
   while(a-x)%n:x+=10**d[(a-x)%n]
   while(-y-k*a)%n:y+=10**d[(-y-k*a)%n]
   print(10**b*x+y)/n;exit()

Mathematica 115 bytes

p=Drop[Union[FromDigits/@Flatten[Table[Tuples[{0,1},{k}],{k,2,12}],1]],2];
i=Input[];FirstCase[p,x_/;Divisible[x,i]]

Java 156 bytes

public class P{public static void main(String[]a){long x=Long.valueOf(a[0]),y;for(y=2;!(""+x*y).replaceAll("1|0","").isEmpty();y++);System.out.println(y);}}

Massive thanks to aditsu :)

Pyth - 12 11 bytes

Uses filter with numeric arg to get first natural number that fulfills predicate, default is 1 which is what we want. Setwise diff to check if only zeros and ones.

f!-j*QT10U2

Test Suite.

R, 45 bytes

x=scan();y=2;while(grepl("[2-9]",x*y))y=y+1;y

Usage:

> x=scan();y=2;while(grepl("[2-9]",x*y))y=y+1;y
1: 2
2: 
Read 1 item
[1] 5
> x=scan();y=2;while(grepl("[2-9]",x*y))y=y+1;y
1: 21
2: 
Read 1 item
[1] 481
> x=scan();y=2;while(grepl("[2-9]",x*y))y=y+1;y
1: 42
2: 
Read 1 item
[1] 2405

Java, 198 193 181 bytes

Thanks to @aditsu for shaving off 5 bytes AND increasing the range of testable numbers!

Note that some values loop negatively due to how Java parses integers. This could be circumvented by BigInteger, but the bonus was simply less valuable.

I know that I'm not going to win, but I hope this inspires other, shorter, answers.

class A{public static void main(String[] a){for(long i=1;;i++){try{long b=Long.parseLong(a[0]);if(b*i<0)break;Long.parseLong(b*i+"",2);System.out.println(i);}catch(Exception e){}}}}

Ungofled:

class A {
   public static void main(String[] a){
      for(long i=1;;i++){ // infinite loop starting at 1
         try{ // if an error is thrown by attempting to parse as binary, restart while adding 1 to i
            long b=Long.parseLong(a[0]); // For later - it was shorter to declare than use twice
            if(b*i<0)break; // Break out of the program if we have looped.
            Long.parseLong(b*i+"",2); // Multiply out and see if it's passable as a binary number, otherwise, throw error and go back to the top of the loop
            System.out.println(b); // print it out
         } catch (Exception e) {} // do nothing on catch
      }
   }
}

C, 107 101 bytes (105 99 bytes for 32-bits)

There is a distinct lack of answers in C on code golf. Indeed, C is not the best choice for writing the smallest possible program, but it's not that bad:

main(d,b){char s[9];gets(s);for(b=atoi(s);sprintf(s,"%d",b*d),strspn(s,"01")[s];d++);printf("%d",d);}

You can do without the #includes, but then all the function definitions will be implicit. The main drawback is that this causes the assumption that all functions return ints. This is a problem on 64-bit machines for functions that actually return a pointer. If you are on a 32-bit machine, 2 bytes can be shaved off the above solution:

main(d,b){char s[9];for(b=atoi(gets(s));sprintf(s,"%d",b*d),strspn(s,"01")[s];d++);printf("%d",d);}

Somewhat more readable version:

int main()
{
  char s[9];
  gets(s);
  int d = 1;
  int b = atoi(s);
  for (; sprintf(s, "%d", b * d), strspn(s, "01")[s]; d++);
  printf("%d", d);
}

C# time near 5 seconds (1 to 10000)

As requested, here is a golfed C# program answering the original challenge. Input as command line argument, output to console.

using System;using System.Collections.Generic;using System.Numerics;using System.Linq;
class P{static void Main(string[] a){int m,n=int.Parse(a[0]);var d=new Dictionary<int,long>();long b;int h;
for(d[n]=0,b=h=1;;b*=2,h=(h*10)%n)foreach(int k in d.Keys.Reverse())if(!d.ContainsKey(m=(h+k)%n)){
var w=d[k]|b;if(m==0){Console.Write(BigInteger.Parse(Convert.ToString(w,2))/n);return;}d.Add(m,w);}}}

Then, as for the bounty: the bounty should go to aditsu, as I think his algorithm cannot be beaten in terms of perfomance. But anatolyg self-answer is amazing too.

Here is my fast implementation in C#. I suppose that in C++ it could be faster (maybe 2x). Compiled and tested with Visual Studio 2010, .NET framework 4, 64 bits, redirecting output to nul. Time : 00:00:05.2604315

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Numerics;
using System.Diagnostics;

class Program
{
   static BigInteger Find(int n)
   {
      var d = new Dictionary<int, long>();
      long kb;
      int km;
      d[n] = 0;
      for (kb = km = 1; ; kb *= 2, km = (km * 10) % n)
      {
         foreach (int key in d.Keys.Reverse())
         {
            int m = (km + key) % n;
            if (!d.ContainsKey(m))
            {
               long w = d[key] | kb;
               if (m == 0)
               {
                  return BigInteger.Parse(Convert.ToString(w, 2));
               }
               d.Add(m, w);
            }
         }
      }
   }

   static void Exec(int n, out string sq, out string sa)
   {
      var v = Find(n);
      sq = (v/n).ToString();
      sa = v.ToString();
   }  

   static void Main(string[] args)
   {
      // string n = Console.ReadLine();
      int limit = int.Parse(args[0]);
      string q ="", a = "";
      Stopwatch x = new Stopwatch();
      x.Start();
      for (int n = 1; n <= limit; n++)
      {
         Exec(n, out q, out a);
         Console.WriteLine("{0} {1} {2}", n, q, a);
      }
      x.Stop();
      Console.Error.WriteLine("{0}", x.Elapsed);
   }
}

C with GMP (621 bytes, fast)

I've tried to be fast and short, but favoured fast. This implementation uses a slightly improved version of the number-theoretic speedup I mentioned in a comment on aditsu's answer.

Save as pseudobinary.c and compile with gcc pseudobinary.c -lgmp -o pseudobinary. Note that this allocates so much memory for large inputs that you will need to compile it for a 64-bit platform.

#include <gmp.h>
int main(int y,char*z[]){int i,n,b,c,e,f,m,*j,*k,*l,*r,*h;char *d,*s;mpz_t
B,I,Q;i=atoi(z[1]);n=i;for(b=0;n%10<1;++b)n/=10;for(;n%2<1;++b)n/=2;for(;n%5<1;++b)n/=5;if(n<2)--b;d=calloc(n,1);j=calloc(n,sizeof(int));r=calloc(99,sizeof(int));c=2;d[1]=1;*j=r[1]=e=1;l=j+1;for(s=0;!s;++c){r[c]=e=e*10%n;k=l;for(h=j;h<k;h++){f=*h;m=(e+f)%n;if(d[m]<1){*l++=m;if(m<1){s=malloc(99);memset(s,48,99);for(f=c;f;f=d[m=(m+n-r[f])%n])s[c-f]++;s[c]=0;h=k;}d[m]=c;}}}f=strlen(s);s[f]=48;s[f+b]=0;mpz_init_set_str(B,s,10);mpz_init_set_si(I,i);mpz_init(Q);mpz_divexact(Q,B,I);d=mpz_get_str(0,10,Q);printf("%s\n",d);return 0;}

Loop version for timing (751 bytes)

#include <gmp.h>
char **v;int main(){int i,n,b,c,e,f,m,*j,*k,*l,*r,*h;char *d,*s;mpz_t
B,I,Q;v=calloc(10001,sizeof(char*));v[1]=s=malloc(99);memset(s,48,99);*s=49;s[1]=0;for(i=0;++i<10001;){n=i;for(b=0;n%10<1;++b)n/=10;for(;n%2<1;++b)n/=2;for(;n%5<1;++b)n/=5;d=calloc(n,1);j=calloc(n,sizeof(int));r=calloc(99,sizeof(int));c=2;d[1]=1;*j=r[1]=e=1;l=j+1;for(;!v[n];++c){r[c]=e=e*10%n;k=l;for(h=j;h<k;h++){f=*h;m=(e+f)%n;if(d[m]<1){*l++=m;if(m<1){v[n]=s=malloc(99);memset(s,48,99);for(f=c;f;f=d[m=(m+n-r[f])%n])s[c-f]++;s[c]=0;h=k;}d[m]=c;}}}free(d);free(j);free(r);s=v[n];f=strlen(s);s[f]=48;s[f+b]=0;mpz_init_set_str(B,s,10);mpz_init_set_si(I,i);mpz_init(Q);mpz_divexact(Q,B,I);d=mpz_get_str(0,10,Q);printf("%s\n",d);free(d);s[f+b]=48;s[f]=0;}return 0;}

Ungolfed loop version

#include <gmp.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

char **cache;

int main() {
    int i,n,shift,_kb,km,key,m,*ks,*ksi,*nksi,*res,*ii;
    char *d,*s;
    mpz_t B,I,Q;

    cache = calloc(10001,sizeof(char*));
    if (!cache) { printf("Failed to malloc cache\n"); return 1; }
    cache[1]=s = malloc(99);
    memset(s,48,99);
    *s=49;
    s[1]=0;
    for (i=0;++i<10001;) {
        n=i;
        for(shift=0;n%10<1;++shift)n/=10;
        for(;n%2<1;++shift)n/=2;
        for(;n%5<1;++shift)n/=5;

        d = calloc(n,1);
        if (!d) { printf("Failed to malloc d\n"); return 1; }

        ks = calloc(n,sizeof(int));
        if (!ks) { printf("Failed to malloc ks\n"); return 1; }

        res = calloc(99,sizeof(int));
        if (!res) { printf("Failed to malloc res\n"); return 1; }

        _kb = 2;
        d[1] = 1;
        *ks = res[1] = km = 1;
        nksi = ks + 1;

        for(;!cache[n];++_kb) {
            res[_kb] = km = km*10%n;
            ksi = nksi;
            for (ii = ks; ii < ksi; ii++) {
                key = *ii;
                m = (km + key) % n;
                if (d[m] < 1) {
                    *nksi++ = m;
                    if (m < 1) {
                        cache[n] = s = malloc(99);
                        if (!s) { printf("Failed to malloc s\n"); return 1; }
                        memset(s,48,99);
                        for(key=_kb;key;key = d[m = (m + n - res[key]) % n])s[_kb-key]++;
                        s[_kb]=0;
                        ii = ksi; // break
                    }
                    d[m] = _kb;
                }
            }
        }

        free(d);
        free(ks);
        free(res);

        // Add shift * '0'
        s=cache[n];
        key=strlen(s);
        s[key]=48;
        s[key+shift]=0;

        // convert to big integer, divide, print
        mpz_init_set_str(B,s,10);
        mpz_init_set_si(I,i);
        mpz_init(Q);
        mpz_divexact(Q,B,I);
        d = mpz_get_str(0,10,Q);
        if (!s) { printf("Failed to malloc quotient\n"); return 1; }
        printf("%s\n", d);
        free(d);

        // Remove shift * '0'
        s[key+shift]=48;
        s[key]=0;
    }
    return 0;
}

C + GMP, 669

This is really fast for smallish numbers; it starts to choke when the result has more than 64 digits.

#include<gmp.h>
#define B(x)(int)((x*(long)k)%n);
int*M,*H,P[99],n,x,p,q=2,e=1,k=10,y,f,z;char*E,C[99];int b(int k,int t){int
j=E[k],a=1<<(j-2);if(j<2){C[t]=49;return 1;}x=(int)((k+n-P[j]*(long)H[k]%n)%n);if(x)b(x,t);return a+b(H[k],t-a);}int
main(){scanf("%d",&n);E=calloc(n+1,1);M=calloc(n+1,4);H=malloc(n*4);M[1]=E[1%n]=P[1]=1;while(!E[0]){P[++e]=k;p=q;for(x=0;++x<p;){y=B(M[x])if(E[n-y]){E[0]=e;H[0]=M[x];break;}}if(!E[x=0])while(++x<p){y=B(M[x])for(z=0;z<p;++z){f=y+M[z];if(f>=n)f-=n;if(!E[f]){E[f]=e;H[f]=M[x];M[q++]=f;}}}k=B(k)}memset(C,48,98);C[99]=0;x=b(0,97);mpz_t
m,r;mpz_init(r);mpz_init_set_str(m,C+98-x,10);mpz_fdiv_q_ui(r,m,n);puts(mpz_get_str(C,10,r));}

Version that loops to 10000 (671 bytes):

#include<gmp.h>
#define B(x)(int)((x*(long)k)%n);
#define N 10001
int M[N],H[N],P[99],n=0,x,p,q,e,k,y,f,z;char E[N],C[99];int b(int k,int t){int
j=E[k],a=1<<(j-2);if(j<2){C[t]=49;return 1;}x=(int)((k+n-P[j]*(long)H[k]%n)%n);if(x)b(x,t);return a+b(H[k],t-a);}int
main(){while(++n<N){memset(E,M[0]=0,n);M[1]=E[1%n]=P[1]=e=1;q=2;k=10;while(!E[0]){P[++e]=k;p=q;for(x=0;++x<p;){y=B(M[x])if(E[n-y]){E[0]=e;H[0]=M[x];break;}}if(!E[x=0])while(++x<p){y=B(M[x])for(z=0;z<p;++z){f=y+M[z];if(f>=n)f-=n;if(!E[f]){E[f]=e;H[f]=M[x];M[q++]=f;}}}k=B(k)}memset(C,48,98);C[99]=0;x=b(0,97);mpz_t
m,r;mpz_init(r);mpz_init_set_str(m,C+98-x,10);mpz_fdiv_q_ui(r,m,n);puts(mpz_get_str(C,10,r));}}

Here are some commands for testing my code as well as my competitors', and the results on my laptop:

ls -l *.c*       
-rw-r--r-- 1 aditsu aditsu  669 Oct 27 15:01 mult-aditsu-single.c
-rw-r--r-- 1 aditsu aditsu  671 Oct 27 15:01 mult-aditsu.c
-rw-r--r-- 1 aditsu aditsu 3546 Oct 27 15:01 mult-anatoly.c
-rw-r--r-- 1 aditsu aditsu 6175 Oct 27 15:01 mult-anders.cpp
-rw-r--r-- 1 aditsu aditsu  621 Oct 27 15:01 mult-peter-single.c
-rw-r--r-- 1 aditsu aditsu  751 Oct 27 15:01 mult-peter.c

gcc -w -march=native -O3 mult-aditsu-single.c -lgmp -o mult-aditsu-single
gcc -w -march=native -O3 mult-aditsu.c -lgmp -o mult-aditsu
gcc -w -march=native -O3 mult-peter-single.c -lgmp -o mult-peter-single
gcc -w -march=native -O3 mult-peter.c -lgmp -o mult-peter
gcc -w -march=native -O3 --std=c99 mult-anatoly.c -o mult-anatoly
g++ --std=c++11 -march=native -O3 mult-anders.cpp -o mult-anders

for i in {1..5}; do time ./mult-anders mult-anders.txt; done
./mult-anders mult-anders.txt  0.34s user 0.00s system 99% cpu 0.344 total
./mult-anders mult-anders.txt  0.36s user 0.00s system 99% cpu 0.358 total
./mult-anders mult-anders.txt  0.34s user 0.00s system 99% cpu 0.346 total
./mult-anders mult-anders.txt  0.35s user 0.00s system 99% cpu 0.347 total
./mult-anders mult-anders.txt  0.34s user 0.00s system 99% cpu 0.344 total

for i in {1..5}; do ./mult-anatoly mult-anatoly.txt; done
Time: 0.254416
Time: 0.253555
Time: 0.245734
Time: 0.243129
Time: 0.243345

for i in {1..5}; do time ./mult-peter > mult-peter.txt; done
./mult-peter > mult-peter.txt  0.14s user 0.00s system 99% cpu 0.137 total
./mult-peter > mult-peter.txt  0.15s user 0.00s system 97% cpu 0.153 total
./mult-peter > mult-peter.txt  0.15s user 0.00s system 99% cpu 0.149 total
./mult-peter > mult-peter.txt  0.15s user 0.00s system 99% cpu 0.150 total
./mult-peter > mult-peter.txt  0.14s user 0.00s system 99% cpu 0.138 total

for i in {1..5}; do time ./mult-aditsu > mult-aditsu.txt; done
./mult-aditsu > mult-aditsu.txt  0.06s user 0.00s system 95% cpu 0.058 total
./mult-aditsu > mult-aditsu.txt  0.05s user 0.00s system 97% cpu 0.055 total
./mult-aditsu > mult-aditsu.txt  0.06s user 0.00s system 99% cpu 0.056 total
./mult-aditsu > mult-aditsu.txt  0.05s user 0.00s system 99% cpu 0.054 total
./mult-aditsu > mult-aditsu.txt  0.05s user 0.00s system 98% cpu 0.055 total

md5sum *.txt
6eef8511d3bc5769b5d9218be2e00028  mult-aditsu.txt
6eef8511d3bc5769b5d9218be2e00028  mult-anatoly.txt
6eef8511d3bc5769b5d9218be2e00028  mult-anders.txt
6eef8511d3bc5769b5d9218be2e00028  mult-peter.txt

T-SQL, 164 156 155 154 159 bytes

(-1 byte. Thanks Jonathan!)

(-1 more because why do I have trailing spaces on lines? SMH)

(+5 realized my golfing broke things)

create function b(@ int)
returns int
as begin
declare @b varchar(max)='',@i int=@
while @>0SELECT @b=cast(@%2 as varchar)+@b,@/=2
return cast(@b as int)/@i
end

I don't know why I keep coming back to these questions where I'm supposed to convert to Binary... T-SQL doesn't know how to do that right.

In any case, here's a SQLFiddle.

Un-golfed:

create function binarySquare(@id int)
returns int 
as BEGIN

Most of this stuff is required to write a function in T-SQL, as far as I'm aware.

    declare @bin nvarchar(max) = ''

Create a blank string that we're going to store as our binary number.

    declare @id2 int = @id

Save the input value for use at the end. It seems like there should be a way to use the original input even if we change the value, but I can't find one.

    while @id>0
      BEGIN
        SET @bin = cast(@id%2 as varchar(1)) + @bin

So we take our original input, MOD it with 2 to find the remainder, and that's going to be our next smallest digit. For example, 5%2 = 1

        SET @id = @id/2

Then we take our number, and divide it in half. Because it's an int type, it rounds it down to the nearest whole number, so 5/2 = 2. END We then loop through this until the value is 0. So we end up with 5%2 = 1 5/2 = 2 2%2 = 0 2/2 = 1 1%2 = 1 1/2 = 0 which gives us our binary string value of 101.

    declare @binNum int = (SELECT cast(@bin as int))

We take our binary string and convert it back to an int again.

    return @binNum/@id2

We return our binary string int divided by our original value, per the origin of the question.

END

Ruby, 46 bytes

I should really eliminate the while loop with an alternative loop.

n,k=gets,0;$_="#{n.to_i*k+=1}"while/[^01]/;p k

Edit: Thanks @manatwork for shaving off 1 byte!

Edit2: Thanks @histocraft for the insane 9 bytes!

Edit: Thanks @manatwork again for shaving off 7 bytes!

Scala, 114 Bytes

val i=scala.io.StdIn.readInt;Stream.from(1).foreach{x=>if((i*x+"").map{_.asDigit}.max<2){print(x);System.exit(0)}}

Readable version

val i=scala.io.StdIn.readInt
Stream.from(1).foreach{x => 
    if((i*x+"").map{_.asDigit}.max<2) {
        print(x)
        System.exit(0)
    }
}

gawk4 brute force, 28+2 = 30 bytes

{while(++n*$0~/[2-9]/);}$0=n

Needs to be called with the -M option for using big numbers. Of course this is ridiculously slow, using big numbers slows it down even more, but theoretically the input is not limited, and RAM usage is negligible.

Usage example ( if you got time to waste ;))

echo 27 | awk -M '{while(++n*$0~/[2-9]/);}$0=n'

gawk4 optimized, 69+2 = 71 bytes

{for(;!a[0];NR*=10)for(i in a)a[j=(s=a[i]+NR)%$0]?0:a[j]=s}$0=a[0]/$0

Well, this ended up being a clone of aditsu's answer. After looking at this question I was still figuring out how to code the subset-sum part, when I couldn't resist looking at the other answers here.

In awk array elements have the (strange ?) behaviour that if you compare a non-existing element to something it is somehow initialized as empty before being compared (I'll admit that I'm not quite sure about what is happening there). So after checking !a[0] the for(i in a) loop starts even without initializing a[$0] to 0 as aditsu did.

Of course the -M option has to be used for this too.

Though it is rather fast it is still remarkably slower than Python. For 79992 this takes around 14 seconds on my 2GHz Core2Duo. And I wouldn't say it works for inputs up to 2^31, because in the worst case it has to build an array of big numbers (gawk4 uses GMP for this), which has the size of the input number. As a 'bonus' large arrays are very very slow in awk...

Dyalog APL, 25

This defines a proper program "P" (not just an unnamed function):

P←2∘{0::⍵∇⍨1+⍺⋄⍺⊣~⍎¨⍕⍺×⍵}

2∘ begin with 2 as left argument
0:: if there is any error...
⍵∇⍨1+⍺ call itself with an incremented left argument
⍺×⍵ multiply left and right arguments
⍕ make into string
⍎¨ make each character into a number
~ attempt logical NOT (if it fails, go to error-handling above, else...)
⍺⊣ return the current left argument.

      P 2
50
      P 21
481
      P¨⍳8    ⍝ 1 through 8
10 5 37 25 2 185 143 125