把只包含质因子2、3和5的数称作丑数(Ugly Number)。例如6、8都是丑数,但14不是,因为它包含质因子7。 习惯上我们把1当做是第一个丑数。求按从小到大的顺序的第N个丑数。
首先从丑数的定义是一个丑数的因子只有2,3,5,那么丑数p = 2 ^ x * 3 ^ y * 5 ^ z,换句话说一个丑数一定由另一个丑数乘以2或者乘以3或者乘以5得到,那么我们从1开始乘以2,3,5,就得到2,3,5三个丑数,然后依次乘以相同的倍数,然后取最小的数加入丑数数组。因此我们可以建立三个队列:
(1)丑数数组: 1
乘以2的队列:2
乘以3的队列:3
乘以5的队列:5
选择三个队列头最小的数2加入丑数数组,同时将该最小的数乘以2,3,5放入三个队列;
(2)丑数数组:1,2
乘以2的队列:4
乘以3的队列:3,6
乘以5的队列:5,10
选择三个队列头最小的数3加入丑数数组,同时将该最小的数乘以2,3,5放入三个队列;
(3)丑数数组:1,2,3
乘以2的队列:4,6
乘以3的队列:6,9
乘以5的队列:5,10,15
选择三个队列头里最小的数4加入丑数数组,同时将该最小的数乘以2,3,5放入三个队列;
(4)丑数数组:1,2,3,4
乘以2的队列:6,8
乘以3的队列:6,9,12
乘以5的队列:5,10,15,20
选择三个队列头里最小的数5加入丑数数组,同时将该最小的数乘以2,3,5放入三个队列;
(5)丑数数组:1,2,3,4,5
乘以2的队列:6,8,10,
乘以3的队列:6,9,12,15
乘以5的队列:10,15,20,25
选择三个队列头里最小的数6加入丑数数组,但我们发现,有两个队列头都为6,所以我们弹出两个队列头,同时将12,18,30放入三个队列;
class Solution {
public:
int GetUglyNumber_Solution(int index) {
// 0-6的丑数分别为0-6
if(index < 7) return index;
//p2,p3,p5分别为三个队列的指针,newNum为从队列头选出来的最小数
int p2 = 0, p3 = 0, p5 = 0, newNum = 1;
vector<int> arr;
arr.push_back(newNum);
while(arr.size() < index) {
//选出三个队列头最小的数
newNum = min(arr[p2] * 2, min(arr[p3] * 3, arr[p5] * 5));
//这三个if有可能进入一个或者多个,进入多个是三个队列头最小的数有多个的情况
if(arr[p2] * 2 == newNum) p2++;
if(arr[p3] * 3 == newNum) p3++;
if(arr[p5] * 5 == newNum) p5++;
arr.push_back(newNum);
}
return newNum;
}
};