劍指offer系列 31 整數中1出現的次數

2022-06-24 10:00:11 字數 1700 閱讀 2538

q:求出113的整數中1出現的次數,並算出1001300的整數中1出現的次數?為此他特別數了一下1~13中包含1的數字有1、10、11、12、13因此共出現6次,但是對於後面問題他就沒轍了。acmer希望你們幫幫他,並把問題更加普遍化,可以很快的求出任意非負整數區間中1出現的次數(從1 到 n 中1出現的次數)。

t:1.引用:

求x的數量:

這裡的 \(x∈[1,9]\),因為 x=0 不符合下列規律,需要單獨計算。

首先要知道以下的規律:

依此類推,從 1 至 \(10^i\),在它們的左數第二位(右數第 i 位)中,任意的 x 都出現了 \(10^\) 次。

這個規律很容易驗證,這裡不再多做說明。

接下來以 n=2593,x=5 為例來解釋如何得到數學公式。從 1 至 2593 中,數字 5 總計出現了 813 次,其中有 259 次出現在個位,260 次出現在十位,294 次出現在百位,0 次出現在千位。

現在依次分析這些資料,首先是個位。從 1 至 2590 中,包含了 259 個 10,因此任意的 x 都出現了 259 次。最後剩餘的三個數 2591, 2592 和 2593,因為它們最大的個位數字 3 < x,因此不會包含任何 5。(也可以這麼看,3\((259)*10^=259\))。

然後是十位。從 1 至 2500 中,包含了 25 個 100,因此任意的 x 都出現了 25×10=250 次。剩下的數字是從 2501 至 2593,它們最大的十位數字 9 > x,因此會包含全部 10 個 5。最後總計 250 + 10 = 260。(也可以這麼看,9>x,則十位上可能出現的x的次數僅由更高位決定,等於更高位數字\((25+1)*10^=260\))。

接下來是百位。從 1 至 2000 中,包含了 2 個 1000,因此任意的 x 都出現了 2×100=200 次。剩下的數字是從 2001 至 2593,它們最大的百位數字 5 == x,這時情況就略微複雜,它們的百位肯定是包含 5 的,但不會包含全部 100 個。如果把百位是 5 的數字列出來,是從 2500 至 2593,數字的個數與百位和十位數字相關,是 93+1 = 94。最後總計 200 + 94 = 294。(也可以這麼看,5==x,則百位上可能出現x的次數不僅受更高位影響,還受低位影響,等於更高位數字\((2)*10^+(93+1)=294\))。

最後是千位。現在已經沒有更高位,因此直接看最大的千位數字 2 < x,所以不會包含任何 5。(也可以這麼看,2\((0)*10^=0\))。

到此為止,已經計算出全部數字 5 的出現次數。

總結一下以上的演算法,可以看到,當計算右數第 i 位包含的 x 的個數時:

相應的**非常簡單,效率也非常高,時間複雜度只有 \(o(log_n)\)。

**:

int numberof1between1andn_solution(int n)  else if (cur > x)  else

count += high * (int) pow(10, i - 1);

i++;

}return count;

}

2.思路還是和上面一樣,簡化一下。由於該題x=1,之所以補8,是因為當百位為0,則a/10==(a+8)/10,當百位》=2,補8會產生進製位,效果等同於(a/10+1)(感謝@咩咩jiang)

int numberof1between1andn_solution(int n) 

return count;

}

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