剑指offer面试题 32:从 1 到 n 整数中 1 出现的次数

剑指offer面试题 32:从 1 到 n 整数中 1 出现的次数

题目:输入一个整数 n,求从 1 到 n 这 n 个整数的十进制表示中 1 出现的次数。
例如输入 12,这些整数中包含 1 的数字有 1,10,11,12, 1 一共出现了 5 次。
解题思路:解法二告诉我们 1~ N 中”1”的个数跟最高位有关,那我们换个角度思考,给定一个 N,我们分析 1~N 中的数在每一位上出现 1 的次数的和,看看每一位上”1”出现的个数的和由什么决定。

1 位数的情况:在解法二中已经分析过,大于等于 1 的时候,有 1 个,小于 1 就没有。
2 位数的情况: N=13,个位数出现的 1 的次数为 2,分别为 1 和 11,十位数出现 1的次数为 4,分别为 10,11,12,13,所以 f(N) = 2+4。 N=23,个位数出现的 1 的次数为 3,分别为 1,11,21,十位数出现 1 的次数为 10,分别为 10~19,f(N)=3+10。由此我们发现,个位数出现 1 的次数不仅和个位数有关,和十位数也有关,如果个位数大于等于 1,则个位数出现 1 的次数为十位数的数字加 1;如果个位数为0,个位数出现 1 的次数等于十位数数字。而十位数上出现 1 的次数也不仅和十位数相关,也和个位数相关:如果十位数字等于 1,则十位数上出现 1 的次数为个位数的数字加 1,假如十位数大于 1,则十位数上出现 1 的次数为 10。
3 位数的情况:
N=123,个位出现 1 的个数为 13:1,11,21, …, 91,101,111,121。十位出现 1 的个数为 20:10~19,110~119。百位出现 1 的个数为 24:100~123。我们可以继续分析 4 位数, 5 位数,推导出下面一般情况:
假设 N,我们要计算百位上出现 1 的次数,将由三部分决定:百位上的数字,百位以上的数字,百位一下的数字。如果百位上的数字为 0,则百位上出现 1 的次数仅由更高位决定,比如 12013,百位出现 1 的情况为 100~199,1100~1199,2100~2199, …, 11100~11199,共 1200个。等于更高位数字乘以当前位数,即 12 * 100。如果百位上的数字大于 1,则百位上出现 1 的次数仅由更高位决定,比如 12213,百位出现 1 的情况为 100~199,1100~1199,2100~2199, …, 11100~11199,12100~12199 共 1300 个。等于更高位数字加 1 乘以当前位数,即( 12 + 1) *100。如果百位上的数字为 1,则百位上出现 1 的次数不仅受更高位影响,还受低位影响。例如 12113,受高位影响出现 1 的情况:
100~199,1100~1199,2100~2199, …,11100~11199,共 1200 个,但它还受低位影响,出现 1 的情况是 12100~12113,共 114 个,等于低位数字 113+1
综上所述:我们可以推得出一般规律:
对于输入的一个整数n,分别求出它每个位数上1的个数,在逐步相加,即可得结果值,然而,怎么样分别统计每个位数上1的个数呢?就由前面所分析可得出一般规律:对于n,它的每个位数上的1统计规律为:

            //其中i为当前位数
            current = (n / i) % 10; // 当前位数字
            before = n / (i * 10); // 高位数字
            after = n%(i); // 低位数字
            if (current > 1)
                count = count + (before + 1) * i;
            else if (current == 0)
                count = count + before * i;
            else if (current == 1)
                count = count + before * i + after + 1;
            i = i * 10;
        }

所以该题的代码整理为:

package OfferTest;

public class CountOne {
    public static void main(String[] args) {
        CountOne p=new CountOne();
        System.out.println(p.countOne(12));
    }
    private long countOne(int n) {
        // TODO Auto-generated method stub
        long count = 0;
        long i = 1;
        long current = 0, after = 0, before = 0;
        while ((n / i) != 0) {
            current = (n / i) % 10; // 当前位数字
            before = n / (i * 10); // 高位数字
            //System.out.println(before);
            after = n%(i); // 低位数字
            if (current > 1)
                count = count + (before + 1) * i;
            else if (current == 0)
                count = count + before * i;
            else if (current == 1)
                count = count + before * i + after + 1;
            i = i * 10;
        }
        return count;
    }
}

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