Java求任意非负整数区间中1出现的次数
来源:互联网 发布:上海巨人网络垃圾公司 编辑:程序博客网 时间:2024/06/15 03:35
题目描述
我的想法,一开始想用String的contains方法,但是有一个问题,如果是11,contians方法只能记录一个1,输出就少一个。
因此我在contians方法下面再调整了一下,如果contians,把这个String再赋给char[] (因为String的底层就是char),这样再来判断
最后AC的代码是 61ms 2713K
import java.util.*;public class Solution { public static int NumberOf1Between1AndN_Solution(int n) { // HashMap map=new HashMap(); int sum=0; String s=""; for(int i=1;i<=n;i++){ s=Integer.toString(i); // map.add(s); if(s.contains("1")){ // sum++; char [] c=s.toCharArray(); for(int j=0;j<c.length;j++){ if(c[j]=='1'){ sum++; } } } } return sum; }}
看一下别的解法:从数字出发找规律。
【其实开始我也想过这个是有规律的,动手分析了一下200以内的数字】
1-10:1 【1】
10-20:10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 【10】
20-100: 21 31 41 51 61 71 81 91 【8】
100-110: 100 101 【1+1】
110-120: 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 【10】
120-200: 120 121 130 131 140 141 150 151 160 161 170 171 180 181 190 191 【2*8】
但是我的想法是,是不是可以先这样去划定区间,比如n=50,那么1+10肯定有了,再从20-50来一个一个计算。
但是我觉得这个想法不够好,因此用了上面的方法,不优雅,暴力的解决了。
编程之美上给出的规律:
1. 如果第i位(自右至左,从1开始标号)上的数字为0,则第i位可能出现1的次数由更高位决定(若没有高位,视高位为0),等于更高位数字X当前位数的权重10i-1。
2. 如果第i位上的数字为1,则第i位上可能出现1的次数不仅受更高位影响,还受低位影响(若没有低位,视低位为0),等于更高位数字X当前位数的权重10i-1+(低位数字+1)。
3. 如果第i位上的数字大于1,则第i位上可能出现1的次数仅由更高位决定(若没有高位,视高位为0),等于(更高位数字+1)X当前位数的权重10i-1。
二、X的数目
这里的 X∈[1,9] ,因为 X=0 不符合下列规律,需要单独计算。
首先要知道以下的规律:
- 从 1 至 10,在它们的个位数中,任意的 X 都出现了 1 次。
- 从 1 至 100,在它们的十位数中,任意的 X 都出现了 10 次。
- 从 1 至 1000,在它们的百位数中,任意的 X 都出现了 100 次。
依此类推,从 1 至 10 i ,在它们的左数第二位(右数第 i 位)中,任意的 X 都出现了 10 i−1 次。
这个规律很容易验证,这里不再多做说明。
接下来以 n=2593,X=5 为例来解释如何得到数学公式。从 1 至 2593 中,数字 5 总计出现了 813 次,其中有 259 次出现在个位,260 次出现在十位,294 次出现在百位,0 次出现在千位。
现在依次分析这些数据,首先是个位。从 1 至 2590 中,包含了 259 个 10,因此任意的 X 都出现了 259 次。最后剩余的三个数 2591, 2592 和 2593,因为它们最大的个位数字 3 < X,因此不会包含任何 5。(也可以这么看,3<X,则个位上可能出现的X的次数仅由更高位决定,等于更高位数字(259)X101-1=259)。
然后是十位。从 1 至 2500 中,包含了 25 个 100,因此任意的 X 都出现了 25×10=250 次。剩下的数字是从 2501 至 2593,它们最大的十位数字 9 > X,因此会包含全部 10 个 5。最后总计 250 + 10 = 260。(也可以这么看,9>X,则十位上可能出现的X的次数仅由更高位决定,等于更高位数字(25+1)X102-1=260)。
接下来是百位。从 1 至 2000 中,包含了 2 个 1000,因此任意的 X 都出现了 2×100=200 次。剩下的数字是从 2001 至 2593,它们最大的百位数字 5 == X,这时情况就略微复杂,它们的百位肯定是包含 5 的,但不会包含全部 100 个。如果把百位是 5 的数字列出来,是从 2500 至 2593,数字的个数与百位和十位数字相关,是 93+1 = 94。最后总计 200 + 94 = 294。(也可以这么看,5==X,则百位上可能出现X的次数不仅受更高位影响,还受低位影响,等于更高位数字(2)X103-1+(93+1)=294)。
最后是千位。现在已经没有更高位,因此直接看最大的千位数字 2 < X,所以不会包含任何 5。(也可以这么看,2<X,则千位上可能出现的X的次数仅由更高位决定,等于更高位数字(0)X104-1=0)。
到此为止,已经计算出全部数字 5 的出现次数。
总结一下以上的算法,可以看到,当计算右数第 i 位包含的 X 的个数时:
- 取第 i 位左边(高位)的数字,乘以 10 i−1 ,得到基础值 a 。
- 取第 i 位数字,计算修正值:
- 如果大于 X,则结果为 a+ 10 i−1 。
- 如果小于 X,则结果为 a 。
- 如果等 X,则取第 i 位右边(低位)数字,设为 b ,最后结果为 a+b+1 。
相应的代码非常简单,效率也非常高,时间复杂度只有 O( log 10 n) 。
大神的代码,38ms,528K
import java.util.*;public class Solution { public int NumberOf1Between1AndN_Solution(int n) { int count = 0;//1的个数 int i = 1;//当前位 int current = 0,after = 0,before = 0; while((n/i)!= 0){ current = (n/i)%10; //高位数字 before = n/(i*10); //当前位数字 after = n-(n/i)*i; //低位数字 //如果为0,出现1的次数由高位决定,等于高位数字 * 当前位数 if (current == 0) count += before*i; //如果为1,出现1的次数由高位和低位决定,高位*当前位+低位+1 else if(current == 1) count += before * i + after + 1; //如果大于1,出现1的次数由高位决定,//(高位数字+1)* 当前位数 else{ count += (before + 1) * i; } //前移一位 i = i*10; } return count; }}
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