34 - 丑数
2015-07-28 22:15
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题目描述:http://ac.jobdu.com/problem.php?pid=1214
把只包含因子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。
解析:
丑数的定义应该为:质因子只含有2、3、5的数 。1 默认是一个丑数。
e.g. 8 = 2*2*2; 18 = 2*3*3 都是丑数
直观想法是:
判断一个数是否是丑数,如果它能被2整除,则一直除以2,同理能被3,5整除,一直除以3,5;如果最后的结果为 1,则是丑数。
但是如果逐个从小到大,找出第1500个丑数,必须对第1500个丑数之前的所有数进行上述计算,算法不够高效。
第二种思路:
避免逐个判断一个数是否是丑数,而是直接通过计算得到丑数。
根据定义,丑数的质因子只有2/3/5,所以一个初始的丑数 1,通过1次或多次乘以 2,3,5 可以得到任意丑数。
如何找出第n个丑数 ?
需要使用辅助数组空间存储n个丑数;
对于一个已经有序的丑数数组,设最大值为M,对于数组中的元素分别乘以2,3,5,则大于M且最小的那个数,即为下一个丑数。
为了避免每次从数组开始乘以因子后判断是否大于M,我们应该记录乘以2/3/5后将大于M的数,使得下一次 因子乘以2/3/5后能直接大于已存在的最大丑数
把只包含因子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。
解析:
丑数的定义应该为:质因子只含有2、3、5的数 。1 默认是一个丑数。
e.g. 8 = 2*2*2; 18 = 2*3*3 都是丑数
直观想法是:
判断一个数是否是丑数,如果它能被2整除,则一直除以2,同理能被3,5整除,一直除以3,5;如果最后的结果为 1,则是丑数。
bool IsUgly(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; return false; }
但是如果逐个从小到大,找出第1500个丑数,必须对第1500个丑数之前的所有数进行上述计算,算法不够高效。
第二种思路:
避免逐个判断一个数是否是丑数,而是直接通过计算得到丑数。
根据定义,丑数的质因子只有2/3/5,所以一个初始的丑数 1,通过1次或多次乘以 2,3,5 可以得到任意丑数。
如何找出第n个丑数 ?
需要使用辅助数组空间存储n个丑数;
对于一个已经有序的丑数数组,设最大值为M,对于数组中的元素分别乘以2,3,5,则大于M且最小的那个数,即为下一个丑数。
为了避免每次从数组开始乘以因子后判断是否大于M,我们应该记录乘以2/3/5后将大于M的数,使得下一次 因子乘以2/3/5后能直接大于已存在的最大丑数
#include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; int GetUglyNumber(const int &index) { int* uglyNums = new int [index]; uglyNums[0] = 1; int* pMulti2 = uglyNums; int* pMulti3 = uglyNums; int* pMulti5 = uglyNums; int nextIndex = 1; while (nextIndex < index) { // 大于现有最大丑数的最小数,作为下一个丑数 uglyNums[nextIndex] = min(*pMulti2 * 2, min(*pMulti3 * 3, *pMulti5 * 5)); // 后移2的因子索引,使得下一次 pMulti2 * 2 直接大于已存在的最大丑数 while (*pMulti2 * 2 <= uglyNums[nextIndex]) pMulti2++; while (*pMulti3 * 3 <= uglyNums[nextIndex]) pMulti3++; while (*pMulti5 * 5 <= uglyNums[nextIndex]) pMulti5++; nextIndex++; } int result = uglyNums[index-1]; delete []uglyNums; return result; } int main() { int index = 1500; cout << GetUglyNumber(index) << endl; cout << GetUglyNumber(11) << endl; }
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