你知道用Java代码实现求第N个丑数的方法吗?下面给大家带来的就是以上相关内容,包含了具体的实现实例以及相关思路整理。
题目:
将只包括了质因子2、3和5的数称为丑数。
例:
6、8都是丑数,14不是(14包含质因子7)
习惯上面将1当成是第一个丑数。
求按从小到大的顺序的第N个丑数。
思路1
代码实现:
class Solution { public: //别人的代码就是精简,惭愧啊,继续学习。 int GetUglyNumber_Solution(int index) { if (index < 7) return index; vector < int > res(index); res[0] = 1; int t2 = 0, t3 = 0, t5 = 0, i; for (i = 1; i < index; ++i) { res[i] = min(res[t2] * 2, min(res[t3] * 3, res[t5] * 5)); if (res[i] == res[t2] * 2) t2++; if (res[i] == res[t3] * 3) t3++; if (res[i] == res[t5] * 5) t5++; } return res[index - 1]; } };
思路2:
依据丑数的定义,一个丑数的因子只有2,3,5,那么丑数p = 2 ^ x * 3 ^ y * 5 ^ z,也就是说一个丑数一定由另一个丑数乘以2或者乘以3或者乘以5得到,那么我们从1开始乘以2,3,5,就得到2,3,5三个丑数,在从这三个丑数出发乘以2,3,5就得到4,6,10,6,9,15,10,15,25九个丑数,我们发现这种方***得到重复的丑数,而且我们题目要求第N个丑数,这样的方法得到的丑数也是无序的。
那么我们可以维护三个队列:
(1)丑数数组: 1
乘以2的队列:2
乘以3的队列:3
乘以5的队列:5
选择三个队列头最小的数2加入丑数数组,同时将该最小的数乘以2,3,5放入三个队列;
(2)丑数数组:1,2
乘以2的队列:4
乘以3的队列:3,6
乘以5的队列:5,10
选择三个队列头最小的数3加入丑数数组,同时将该最小的数乘以2,3,5放入三个队列;
(3)丑数数组:1,2,3
乘以2的队列:4,6
乘以3的队列:6,9
乘以5的队列:5,10,15
选择三个队列头里最小的数4加入丑数数组,同时将该最小的数乘以2,3,5放入三个队列;
(4)丑数数组:1,2,3,4
乘以2的队列:6,8
乘以3的队列:6,9,12
乘以5的队列:5,10,15,20
选择三个队列头里最小的数5加入丑数数组,同时将该最小的数乘以2,3,5放入三个队列;
(5)丑数数组:1,2,3,4,5
乘以2的队列:6,8,10,
乘以3的队列:6,9,12,15
乘以5的队列:10,15,20,25
选择三个队列头里最小的数6加入丑数数组,但我们发现,有两个队列头都为6,所以我们弹出两个队列头,同时将12,18,30放入三个队列;
疑问:
1.为什么分三个队列?
丑数数组里的数一定是有序的,因为我们是从丑数数组里的数乘以2,3,5选出的最小数,一定比以前未乘以2,3,5大,同时对于三个队列内部,按先后顺序乘以2,3,5分别放入,所以同一个队列内部也是有序的;
2.为什么比较三个队列头部最小的数放入丑数数组?
因为三个队列是有序的,所以取出三个头中最小的,等同于找到了三个队列所有数中最小的。
实现思路:
我们没有必要维护三个队列,只需要记录三个指针显示到达哪一步;“|”表示指针,arr表示丑数数组;
(1)1
|2
|3
|5
目前指针指向0,0,0,队列头arr[0] * 2 = 2, arr[0] * 3 = 3, arr[0] * 5 = 5
(2)1 2
2 |4
|3 6
|5 10
目前指针指向1,0,0,队列头arr[1] * 2 = 4, arr[0] * 3 = 3, arr[0] * 5 = 5
(3)1 2 3
2| 4 6
3 |6 9
|5 10 15
目前指针指向1,1,0,队列头arr[1] * 2 = 4, arr[1] * 3 = 6, arr[0] * 5 = 5
………………
代码实现:
class Solution { public: int GetUglyNumber_Solution(int index) { // 0-6的丑数分别为0-6 if (index < 7) return index; //p2,p3,p5分别为三个队列的指针,newNum为从队列头选出来的最小数 int p2 = 0, p3 = 0, p5 = 0, newNum = 1; vector < int > arr; arr.push_back(newNum); while (arr.size() < index) { //选出三个队列头最小的数 newNum = min(arr[p2] * 2, min(arr[p3] * 3, arr[p5] * 5)); //这三个if有可能进入一个或者多个,进入多个是三个队列头最小的数有多个的情况 if (arr[p2] * 2 == newNum) p2++; if (arr[p3] * 3 == newNum) p3++; if (arr[p5] * 5 == newNum) p5++; arr.push_back(newNum); } return newNum; } };
思路3:
我们只用比较3个数:用于乘2的最小的数、用于乘3的最小的数,用于乘5的最小的。
代码实现:
public int GetUglyNumber_Solution2(int n) { if (n <= 0) return 0; ArrayList < Integer > list = new ArrayList < Integer > (); list.add(1); int i2 = 0, i3 = 0, i5 = 0; while (list.size() < n) //循环的条件 { int m2 = list.get(i2) * 2; int m3 = list.get(i3) * 3; int m5 = list.get(i5) * 5; int min = Math.min(m2, Math.min(m3, m5)); list.add(min); if (min == m2) i2++; if (min == m3) i3++; if (min == m5) i5++; } return list.get(list.size() - 1); }
以上就是如何实现求第N个丑数的实现和思路了,更多的Java实例,可以继续的来本站了解。