本文准备讲解1个简单的算法编程问题, 这个算法编程问题来自LintCode平台。不了解.LintCode平台的读者可以阅读笔者文章(在线编程平台推荐-LeetCode)。问题的英文版本描述如下:
Digit Counts:
Count the number of k's between 0 and n. k can be 0-9.
Example
if n =12, k =1in
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]
we have FIVE 1's (1, 10, 11, 12)
问题的中文版本描述:
统计数字:
计算数字k在0到n中的出现的次数,k可能是0~9的一个值。
样例
例如n=12,k=1,在[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12],我们发现1出现了5次(1, 10, 11, 12)。
效率最高的解法为:将每个待检测的数字转化为字符串类型变量,再将对应字符串变量转化为字符数组。对字符数组统计目标出现的次数。将搜索目标当作字符可以提高效率,对待检测数字做运算处理的算法会比较慢。这是一道简单的算法问题,选择复杂的算法会更加失败。
最差的算法例子 (原文链接 http://blog.csdn.net/aphysia/article/details/77528304):
思路如下:假如我们现在要求从1到一个5位数ABCDE之间,出现了2的数次是多少。我们现在把问题简单化,只考虑从0到ABCDE之间在百位(C)上出现2的次数,然后用在个位,十位,千位,万位上也适用,就可以算出总的。
第一种情况:当给出的五位数ABCDE中百位上的C是小于数字2的时候:
1.比如说,百位上是0,假如给定的五位数是12031,那么0到12031之间有哪一些数的百位上会出现2,从小到大数,200-299,1200-1299,2200-2299,3200-3299...,10200-10299,11200-11299.我们会发现后面三位是固定的,变化的只有比百位更高的位,高位从0(0代表200-299)到11,总共12个,再变大就超过了,因为百位上的数字是小于给定数字2的。那么我们发现当百位上是0的时候,百位上出现2的次数由更高的位决定,等于更高的位(12)X当前的位数100=1200个。
2.当百位上是1的时候,假设给定的五位数是12131,那么求出来的结果和百位上是0的一样,所以从1到ABCDE所有数字中,百位上出现2的次数也是1200.
第二种情况,也就是当给定的五位数ABCDE百位上的C刚好等我我们要求的次数的那个数字2
假如现在给定了一个12213,那么我们还是有200-299,1200-1299,2200-2299,3200-3299...,10200-10299,11200-11299这1200个,但是除了这些,还有一部分12200-12213(由低位数字+1),所以,当某一位的数字等于2的时候,百位上出现2的次数=更高位的数字x当前的位数+低位的数字+1;
第三种情况,当百位上的数字大于2的时候
假如说12313,那么这次除了200-299,1200-1299,2200-2299,3200-3299...,10200-10299,11200-11299,还包含了12200-12299,也没有低位的事情计算百位上出现2的次数是:(更高的位数+1)x当前的位数。
总结以下规律,我们要从1到ABCDE中找到k这个数字在某一位上出现了多少次
当某一位的数字小于k时,那么该位出现i的次数为:更高位数字x当前位数
当某一位的数字等于k时,那么该位出现i的次数为:更高位数字x当前位数+低位数字+1
当某一位的数字大于k时,那么该位出现i的次数为:(更高位数字+1)x当前位数
最差的算法例子对应的代码:
对待检测数字做运算处理的算法,代码参见下图:
对待检测数字做运算处理的算法也比较缓慢,最后公布1种较好的处理方案;这种方案在 LintCode 平台上需要最少的程序运行时间。