1到n中1出现的次数

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给定一个整数n,返回从1到n的数字钟1出现的个数。

例如 n=5,1~n为1,2,3,4,5所以1出现的次数为1,返回1

n=11,1~11为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11。所以1出现的次数是4,返回4

方法一:容易理解但是复杂度较高的方法,即逐一考察1~n的每个数里有多少个1.具体请参看如下代码:

public int solution1(int num){
	if (num<1) {
		return 0;
	}
	int count=0;
	for (int i=1;i!=num+1 ;i++ ) {
		count+=get1Nums(i);
	}
	return count;
}
public int get1Nums(int num){
	int res=0;
	while(num!=0){
		if (num%10==1) {
			res++;
		}
		num/=10;
	}
	return res;
}

十进制的整数N有logN位(这里以10为底)所以考察一个整数含有多少个1的代价是O(logN),总的时间复杂度就是O(NlogN)

方法二:不在依次参考每一个数。而是分析1出现的规律

先看n,如果只有1位的情况,因为1~9中,1只出现1次。所以如果n只有1位时,返回1.接下来以n=114为例来介绍方法。先不看1~14之间出现了多少个1.而是先求出15~114之间一共出现多少个1.15~114之间,那些数百位上能出现1呢?100~114.所以百位上的1出现的次数为15个。15~114之间那些数十位上有1呢?110,111,112,113,114,15,16,17,18,19这些数十位上为1.一共10个。115~114之间呢,哪些数的个位上才有1,101,111,21,31,41,51,61,71,81,91。一共10个。

所以观察发现如下规律。

1.十位上固定是1的话,个位从0变到9都是可以的。

2.个位上固定是1的话,十位从0变到9都是可以的。

3.无非就是最高位取值跟着变化,使构成的数落在15~114区间上即可。

所以15~114之间的数在十位和个位上的1的数量为10+10=20=1*2*10,即(最高位的数字)*(除去最高位后剩下的位数)*(某一位固定是1的情况下,剩下的1位数都可以从0到9自由变化,所以是10的1次方)所以15~114之间1的个数可以求出,同样1~14的数字中1出现的次数可以按照上述方式求出。

再举一例。n=21345.先不看1~1345之间出现了多少个1,而是先求出1346~21345的数之间一共出现了多少次1.1346~21345那些数万位上能出现1呢?毫无疑问,10000~19999这些数万位上都有1,所以万位上的1的出现次数为10000个,与上一个例不同,上面的例子中,n的最高位是1.而这里大于1.如果想上面那样最高位的数字等于1.那么最高位上1的数量=除去最高位后剩下的数+1.而如果想本例那样最高位的数字大于1.那么最高位上的1的数量=10000=10^(k-1)(k为n位数,本例中k为5)1346~21345之间,那些数千位上有1呢?在1346~11345范围上,千位上固定式1的话,百位,十位,个位课自由从0~9变换,10^3个,在11346~21345范围上,千位上固定是1的话,百位十位个位可自由变换。所以有2*10^3个千位上是1.那些数百位上有1呢?在1346~11345范围上,百位上固定是1的话,千位,十位,个位可自由从0~9变换,10^3个。同样的,11346~21345范围上,百位上固定是1的话,千位,十位,个位可自由从0~9变换。10^3个。所以有2*10^3个百位上是1.十位和个位也是一样的情况。所以,千位,百位,十位,个位是1的总数量=2*4*10^3.这样就求出1346~21345之间1的个数。然后1~1345之间1的个数同样可以递归求出。

public int solution2(int num){
	if (num<1) {
		return 0;
	}
	int len=getLenOfNum(num);
	if (len==1) {
		return 1;
	}
	int tmp1=powerBaseOf10(len-1);
	int first=num/tmp1;
	int firstOneNum=first==1?num%tmp+1:tmp1;
	int otherOneNum=first*(len-1)*(tmp/10);
	return firstOneNum+otherOneNum+solution2(num%tmp1);
}
public int getLenOfNum(int num){
	int len=0;
	while(num!=0){
		len++;
		num/=10;
	}
	renturn len;
}
public int powerBaseOf10(int base){
	return (int)Math.pow(10,base);
}



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