力扣第738题 单调递增的数字 c++ 暴力超时 贪心优化

题目

738. 单调递增的数字

中等

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贪心  数学

当且仅当每个相邻位数上的数字 x 和 y 满足 x <= y 时,我们称这个整数是单调递增的。

给定一个整数 n ,返回 小于或等于 n 的最大数字,且数字呈 单调递增 。

示例 1:

输入: n = 10
输出: 9

示例 2:

输入: n = 1234
输出: 1234

示例 3:

输入: n = 332
输出: 299

提示:

  • 0 <= n <= 109

思路和解题方法一 暴力  (只看看就行)

  1. 从N开始递减,设当前数字为i。
  2. 对于当前数字i,我们需要检查它的每一位是否递增。
  3. 我们可以通过将数字i转换为字符串,然后逐位比较来判断是否递增。
  4. 如果当前位大于等于前一位,我们继续检查下一位。
  5. 如果当前位小于前一位,说明不满足递增条件,我们停止检查,并将i减1。
  6. 重复步骤2-5,直到找到满足条件的数字或i变为0。
  7. 如果找到满足条件的数字,返回该数字作为最大递增数字;否则返回0。

力扣第738题 单调递增的数字 c++ 暴力超时 贪心优化_第1张图片

复杂度

        时间复杂度:

                O(n* m)

        暴力解法的时间复杂度较高,为O(N*M),其中N是给定数字N的大小,M是数字N的位数。因为要对每个数字进行逐位比较,所以需要遍历N个数字,对于每个数字需要检查其位数M次。

        空间复杂度

                O(M)

空间复杂度为O(M),需要额外的存储空间来存储当前数字的字符串表示。

c++ 代码 一

class Solution {
private:
    // 判断一个数字的各位上是否是递增
    bool checkNum(int num) {
        int max = 10; // 初始化最大值为10,表示还没有遇到任何数字
        while (num) { // 对数字的每一位进行遍历
            int t = num % 10; // 取出当前位的数字
            if (max >= t) max = t; // 如果当前位小于等于之前遇到的最大值,更新最大值
            else return false; // 如果当前位大于之前遇到的最大值,返回false
            num = num / 10; // 去掉最低位,继续处理下一位
        }
        return true; // 如果所有位都满足递增条件,返回true
    }
public:
    int monotoneIncreasingDigits(int N) {
        for (int i = N; i > 0; i--) { // 从大到小遍历数字
            if (checkNum(i)) return i; // 如果数字的各位递增,返回该数字
        }
        return 0; // 如果没有找到满足条件的数字,返回0
    }
};

思路和解题方法二 贪心

  1. 首先,代码将给定数字N转换为字符串,方便后续操作。然后,使用一个变量flag来标记需要修改的位置,默认值为字符串的长度。
  2. 接下来,代码从字符串的末尾开始向前遍历,通过比较当前位和前一位的大小关系,找到第一个逆序对(即左边的数字大于右边的数字)。一旦找到逆序对,就将flag设置为当前位置,并将逆序对左边的数字减1。这样做的目的是保证当前位置及之后的所有位置都能取到9,从而满足递增条件。
  3. 最后,代码将flag位置及之后的所有位都设置为9,以确保得到的数字是小于等于N的最大递增数字。
  4. 最后,将修改后的字符串转换为整数并返回。

复杂度

        时间复杂度:

                O(M)

  

时间复杂度分析:

  1. 首先,我们将数字N转换为字符串表示,这需要O(M)的时间复杂度,其中M是数字N的位数。
  2. 在第一个for循环中,我们从后向前遍历字符串表示的数字,最多需要遍历M次。
  3. 在第一个for循环中,我们比较相邻的两个字符,并根据递减关系对前一位进行减1操作,最多需要比较M-1次。
  4. 在第二个for循环中,我们从标记位置开始,将后面的字符都设置为'9',最多需要修改M-flag次。
  5. 最后,我们将修改后的字符串转换回整数,这需要O(M)的时间复杂度。

综上所述,总的时间复杂度为O(M)。

        空间复杂度

                O(M)

空间复杂度分析:

  1. 我们使用了一个字符串strNum来存储数字N的字符串表示,需要额外的O(M)的空间。
  2. 除此之外,没有使用其他额外的空间。

综上所述,总的空间复杂度为O(M)。

c++ 代码 一

class Solution {
public:
    int monotoneIncreasingDigits(int N) {
        string strNum = to_string(N); // 将给定数字N转换为字符串
        int flag = strNum.size(); // 标记赋值9的起始位置,默认为字符串长度,用于防止第二个for循环在flag没有被赋值的情况下执行

        // 从后往前遍历字符串,如果发现当前位大于前一位,则将前一位减1,并将flag设置为当前位置
        for (int i = strNum.size() - 1; i > 0; i--) {
            if (strNum[i - 1] > strNum[i]) {
                flag = i;
                strNum[i - 1]--; // 将前一位减1
            }
        }

        // 将flag位置及之后的所有位都设置为9,以保证最大递增数字的性质
        for (int i = flag; i < strNum.size(); i++) {
            strNum[i] = '9'; // 将当前位置及之后的所有位设置为9
        }

        return stoi(strNum); // 将字符串转换为整数并返回
    }
};

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