剑指offer:丑数(java)

题目:我们把只包含因子2,3,5的数称为丑数(Ugly Number)。求按从小到大的顺序的第1500个丑数。例如6、8都是丑数,但14不是,因为它包含因子7.习惯上我们把1当做第一个丑数。

逐个判断每个整数是不是丑数的解法,直观但不够高效

    所谓一个数m是另一个数n的因子,是指n能被m整除,也就是说n%m==0.根据丑数的定义,丑数只能被2,3,5整除。也就是说如果一个数能被2整除,我们把它连续除以2;如果能被3整除,就连续除以3;如果能被5整除,就除以5.如果最后我们得到的是1,那么这个数就是丑数,否则不是。

public boolean isUgly(int number){  
        while(number % 2 == 0)  
            number/=2;  
        while(number % 3 == 0)  
            number /=3;  
        while(number % 5 == 0)  
            number /=5;  
        return (number ==1)? true:false;  
    }  
    public int getUglyNumber(int index){  
        if(index <= 0)  
            return 0;  
        int number = 0;  
        int uglyFound = 0;  
        while(uglyFound < index){  
            number++;  
            if(isUgly(number)){  
                ++uglyFound;  
            }  
        }  
        return number;  
    }  
创建数组保持已经找到的丑数,用空间换时间的解法

    前面的算法之所以效率低,很大程度上是因为不管一个数是不是丑数我们对它都要作计算。接下来我们试着找到一种只要计算丑数的方法,而不在非丑数的整数上花费时间。根据丑数的定义,丑数应该是另一个丑数乘以2,3,5的结果。因此我们可以创建一个数组,里面的数字是排序好的丑数,每一个丑数都是前面的丑数乘以2,3,5得到的。

    这种思路的关键在于怎样确定数组里面的丑数是排序好的。假设数组中已经有若干个丑数排好后存放在数组中,并且把已有的最大的丑数记作M,我们接下来分析如何生成下一个丑数。该丑数肯定是前面某个丑数乘以2,3,5的结果。所以我们首先考虑把已有的每个丑数乘以2.在乘以2的时候,能得到若干个小于或等于M的结果。由于是按照顺序生成的,小于或者等于M肯定已经在数组中了,我们不需要再次考虑;还会得到若干个大于M的结果,但我们只需要第一个大于M的结果,因为我们希望丑数是指按从小到大的顺序生成的,其他更大的结果以后再说。我们把得到的第一个乘以2后大于M的结果即为M2.同样,我们把已有的每一个丑数乘以3,5,能得到第一个大于M的结果M3和M5.那么下一个丑数应该是M2,M3,M5。这3个数的最小者。

    前面分析的时候,提到把已有的每个丑数分别都乘以2,3,5.事实上这不是必须的,因为已有的丑数都是按顺序存放在数组中的。对乘以2而言,肯定存在某一个丑数T2,排在它之前的每一个丑数乘以2得到的结果都会小于已有的最大丑数,在它之后的每一个丑数乘以2得到的结果都会太大。我们只需记下这个丑数的位置,同时每次生成新的丑数的时候,去更新这个T2.对乘以3和5而言,也存在这同样的T3和T5.

public int getUglyNumber_Solution2(int index){  
        if(index <0)  
            return 0;  
        int[] uglyArray = new int[index];  
        uglyArray[0] = 1;  
        int multiply2 = 0;  
        int multiply3 = 0;  
        int multiply5 = 0;  
        for(int i = 1;i<index;i++){  
            int min = min(uglyArray[multiply2]*2,uglyArray[multiply3]*3,uglyArray[multiply5]*5);  
            uglyArray[i] = min;  
            while(uglyArray[multiply2]*2 == uglyArray[i])  
                multiply2++;  
            while(uglyArray[multiply3]*3 == uglyArray[i])  
                multiply3++;  
            while(uglyArray[multiply5]*5 == uglyArray[i])  
                multiply5++;  
        }  
        return uglyArray[index-1];  
    }  
    public int min(int number1,int number2,int number3){  
        int min = (number1<number2)?number1:number2;  
        return min <number3?min:number3;  
    }  
    和第一种思路相比,第二种思路不需要在非丑数的整数上做任何计算,因此时间效率有明显上升。但也需要指出,第二种算法由于需要保存已经生成的丑数,因此需要一个数组,从而增加了空间消耗。如果是求第1500个丑数,将创建一个能容纳1500个丑数的数组,这个数组占内存6KB。而第一种思路没有这样的内存开销。总的来说,第二种思路相当于用较少的空间换取了时间效率上的提升。



发布了118 篇原创文章 · 获赞 35 · 访问量 12万+

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/abc7845129630/article/details/52739751