算法—从1到n整数中1出现的次数
题目
求出113的整数中1出现的次数,并算出1001300的整数中1出现的次数?为此他特别数了一下1~13中包含1的数字有1、10、11、12、13因此共出现6次,但是对于后面问题他就没辙了。ACMer希望你们帮帮他,并把问题更加普遍化,可以很快的求出任意非负整数区间中1出现的次数(从1 到 n 中1出现的次数)。
分析
借鉴牛客上面Duqcqid大神的题解
这道题需要归纳分析,按照位,求出1可能出现的次数,再把每位上1出现的次数相加即可。
个位上1可能出现的次数 + 十位上1可能出现的次数 + 百位上1可能出现的次数 + 千位上1可能出现的次数 + …
(1)个位:个位出现1的规律是,1,11,21,31,…也就是每隔10个数,就可能出现一次1,我们说它的阶梯是10。那么:
完整的阶梯数:n/10
不足一个阶梯的数:n%10
对于一个完整的阶梯,1的出现次数为1,那么n/10个完整的阶梯,1的出现次数为:(n/10)*1
对于一个不足一个阶梯的数n%10,如果n%10>=1,那么1的出现次数为1;如果n%10<1,那么1的出现次数为0。
所以,个位上1的出现次数为:
(n/10)*1 + if(n%10>=1) 1 else 0
(2)十位:十位出现1的规律是,10,11,12,… 19,每隔100个数,就可能出现10次1,我们说它的阶梯是100。那么:
完整的阶梯数:n/100
不足一个阶梯的数:n%100
对于一个完整的阶梯,1的出现次数为10,那么n/100个完整的阶梯,1的出现次数为:(n/100)*10
对于一个不足一个阶梯的数n%100,如果n%100>=19,那么1的出现次数为10;如果n%100<10,那么1的出现次数为0;如果10<=n%100<19,那么1的出现次数为(n%100)-10+1
所以,十位上1的出现次数为:
(n/100)*10 + if(n%100>=19) 10 else if(n%100<10) 0 else (n%100)-10+1
(3)百位:百位出现1的规律是,100-199,每隔1000个数,就可能出现100次1,我们说它的阶梯是1000。那么:
完整的阶梯数:n/1000
不足一个阶梯的数:n%1000
对于一个完整的阶梯,1的出现次数为100,那么n/1000个完整的阶梯,1的出现次数为:(n/1000)*100
对于一个不足一个阶梯的数n%1000,如果n%1000>=199,那么1的出现次数为100;如果n%100<100,那么1的出现次数为0;如果100<=n%100<199,那么1的出现次数为(n%1000)-100+1
所以,百位上1的出现次数为:
(n/1000)*100 + if(n%1000>=199) 100 else if(n%1000<100) 0 else (n%1000)-100+1
(4)基于上面3个,就可以总结归纳啦:
设i为当前位,i的跨度是i = i * 10(个十百千万…),当i小于n时:
i位上的1出现的阶梯是:i * 10
每个阶梯中的1出现的次数是i
一个完整的阶梯是:n / (i * 10)
一个完整的阶梯出现的1的次数是:(n / ( i * 10 ) ) * i
一个不完整的阶梯是:k=n % (i * 10),不完整的阶梯出现1的次数有3种可能性
所以: count(i)=[n / (i * 10)] * i + if(k > i * 2-1):i else if(k<i):0 else:k-i+1
那么1到n中,1出现的次数:count=count+count(i)
代码
public class Solution {
public int NumberOf1Between1AndN_Solution(int n) {
if(n<=0){
return 0;
}
int k, a, count=0;
for(int i=1; i<=n; i=i*10){
k = n%(i*10); //计算不足一个阶梯的数
if(k>i*2-1){ //k大于一个阶梯出现1的最大次数值
a = i; //a为不足一个阶梯的数中可能出现1的次数
}else if(k>=i && k<=i*2-1){ //k在一个阶梯出现1的最小次数值和最大次数值之间
a = k-i+1;
}else{ //k小于一个阶梯中出现1的最小次数值
a = 0;
}
count += (n/(i*10))*i + a; //count(i)中1出现的次数=完整阶梯中1的次数+不完整阶梯中1的个数,count=sum(count(i))
}
return count;
}
}