Google Code Jam Round 1A 2009 A Multi-base happiness (small input)

//Google Code Jam Round 1A 2009 A Multi-base happiness (small input)

import java.io.*;
import java.math.*;
import java.text.*;
import java.util.*;

//Google Code Jam
public class GoogleCode1 {
    private static MyScanner in;
    private static PrintStream out;

    static HashSet<Integer>[] happynums;
    static HashSet<Integer>[] unhappynums;

    private static void solve() throws IOException
    {
        PreCalculate();

        int C = in.nextInt();
        in.nextLine();
        for (int i = 0; i < C; i++) {
            out.print("Case #" + (i + 1) + ": ");
            solveCase();
        }
    }

    static boolean[][] hhh = new boolean[11][12000000];

    private static void PreCalculate() {
        happynums = new HashSet[11];
        unhappynums = new HashSet[11];
        for (int base = 2; base <= 10; base++) {
            happynums[base] = new HashSet<>();
            unhappynums[base] = new HashSet<>();
        }
        // limit: 11814485
        for (int n = 2; n < 11815000; n++) {
            for (int base = 2; base <= 10; base++) {
                if (n == 11814485)
                    n = n + 0;
                boolean hp = IsHappy(n, base);
                hhh[base][n] = hp;
            }
        }

    }

    private static boolean IsHappy(int n, int base) {
        if (base == 2)
            return true;
        if (happynums[base].contains(n)) {
            return true;
        }
        if (unhappynums[base].contains(n)) {
            return false;
        }
        int x = n;
        int sum = 0;
        HashSet<Integer> nums = new HashSet<>();
        boolean happy = false;
        while (true) {
            sum = 0;
            if (nums.contains(x)) {
                happy = false;
                break;
            }
            if (x < 1000)
                nums.add(x);
            while (x > 0) {
                int r = x % base;
                sum += r * r;
                x = x / base;
            }
            // out.println(sum);
            if (happynums[base].contains(sum)) {
                happy = true;
                break;
            }
            if (unhappynums[base].contains(sum)) {
                happy = false;
                break;
            }
            if (sum == 1) {
                happy = true;
                break;
            }
            x = sum;
        }
        if (happy) {
            happynums[base].addAll(nums);
        }
        else {
            unhappynums[base].addAll(nums);
        }
        return happy;
    }

    private static void solveCase() throws IOException {
        String line = in.nextLine();
        String[] sbases = line.split(" ");
        int len = sbases.length;
        int[] b = new int[len];
        for (int i = 0; i < sbases.length; i++) {
            b[i] = Integer.valueOf(sbases[i]);
        }

        int ans = 0;
        for (int n = 2; n < 11815000; n++) {
            boolean allHappy = true;
            for (int i = 0; i < b.length; i++) {
                int base = b[i];
                if (n == 11814485)
                    n = n + 0;
                // boolean hp = IsHappy(n, base);
                boolean hp = hhh[base][n];
                allHappy = allHappy & hp;
                if (!allHappy) {
                    break;
                }
            }
            if (allHappy) {
                ans = n;
                break;
            }
        }
        out.println(ans);
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // helpers for input/output
        boolean usingFileForIO = true;
        if (usingFileForIO) {
            // using input.txt and output.txt as I/O
            in = new MyScanner("E:\\zin.txt");
            out = new PrintStream("E:\\zout.txt");
        }
        else {
            in = new MyScanner();
            out = System.out;
        }

        solve();
    }

    // =====================================
    static class MyScanner {
        Scanner inp = null;

        public MyScanner() throws IOException
        {
            inp = new Scanner(System.in);
        }

        public MyScanner(String inputFile) throws IOException {
            inp = new Scanner(new FileInputStream(inputFile));
        }

        public int nextInt() throws IOException {
            return inp.nextInt();
        }

        public long nextLong() throws IOException {
            return inp.nextLong();
        }

        public double nextDouble() throws IOException {
            return inp.nextDouble();
        }

        public String nextString() throws IOException {
            return inp.next();
        }

        public String nextLine() throws IOException {
            return inp.nextLine();
        }
    }

}