剑指Offer【33】--丑数


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题目描述

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。

如果n = 9, 返回 10。注意事项:我们可以认为1也是一个丑数。

输入

7

返回值

8

暴力破解

首先,我们想到的是暴力破解,从1开始遍历,每一个数,都不断地除以2,3,5,看最后的结果是不是等于1,如果等于1则说明这个数是丑数,否则不是丑数。

代码如下(这样的结果就是很大的数据就会时间超限,跑得很慢):

public class Solution {
    /*
     * @param n: An integer
     * @return: the nth prime number as description.
     */
    public int nthUglyNumber(int n) {
        // write your code here
        for(int i=1;;i++){
            if(isUglyNumber(i)==true)
                n--;
            if(n==0)
                return i;
        }
    }
    public boolean isUglyNumber(int num){
        while(num%2==0)
            num/=2;
        while(num%3==0)
            num/=3;
        while(num%5==0)
            num/=5;
        if(num==1)
            return true;
        else 
            return false;
    }}

换种思路

那么我们现在来看另一种解法,我们知道所有的丑数都是由 2 , 3 , 5 不断相乘产生的,也就是说,丑数只由丑数来产生,我不断地从前面的丑数中去产生新的丑数,直到第n个。首先定义了一个n个空间的一维数组,只把 num[0]=1 ,然后我们使用下标移动法(我自己编的),也就是我们定义 3 个下标,分别是num_2,num_3,num_5,这些下标一开始都指向数组的0号元素,也就是他们的值都为0。

意思是下一个丑数由数组中 第 num_2 的元素2 , 和 第num_3的元素3 , 第num_5的元素乘以5 ,这三个数中最小的来产生,一旦确定是最小的,那么该下标就要往后面移动。

比如第二个数,第一次下标都在 0,我们找到num[0],然后用2,3,5分别乘以num[0],得到 2 , 3 ,5,发现2最小,那么num[1]就是2,这时候num_2这个下标就要移动到1,而num_3,num_5不变,还是0。

第三个数将由num[1]*2,num[0]*3,num[0]*5来产生,得到第三个数是3,那么num_3这个下标就要后移到1。

第四个数就由num[1]*2,num[1]*3,num[0]*5,发现num[1]*2=4最小,所以第四个数就是4,num_2这个下标又后移。

此时num_2=2num_3=1num_5=0…就这样不断地操作,得到最终的结果。

那么值得注意的是,如果三个数里面有两个是一样的,也就是可能num[num_2]*2刚好就等于num[num_3]*3,那么我们就要num_2num_3两个都下标都移动,所以不能使用if-else,而是使用都使用if判断。代码如下:

public class Solution {
    public int GetUglyNumber_Solution(int index) {
        if (index == 0) {
            return 0;
        }
        int[] ugly = new int[index];
        ugly[0] = 1;
        int num_2 = 0, num_3 = 0, num_5 = 0, i = 1;
        for (i = 1; i < index; i++) {
            ugly[i] = getmin(ugly[num_2] * 2, ugly[num_3] * 3, ugly[num_5] * 5);
            if (ugly[i] / ugly[num_2] == 2)
                num_2++;
            if (ugly[i] / ugly[num_3] == 3)
                num_3++;
            if (ugly[i] / ugly[num_5] == 5)
                num_5++;
        }
        return ugly[index - 1];
    }
    public int getmin(int a, int b, int c) {
        return a < (b < c ? b : c) ? a : (b < c ? b : c);
    }}

Github仓库地址:https://github.com/Damaer/codeSolution
文档地址:https://damaer.github.io/codeSolution/

【作者简介】
秦怀,公众号【秦怀杂货店】作者,技术之路不在一时,山高水长,纵使缓慢,驰而不息。个人写作方向:Java源码解析,JDBC,Mybatis,Spring,redis,分布式,剑指Offer,LeetCode等,认真写好每一篇文章,不喜欢标题党,不喜欢花里胡哨,大多写系列文章,不能保证我写的都完全正确,但是我保证所写的均经过实践或者查找资料。遗漏或者错误之处,还望指正。

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