題目:我們把只包含因子2、3和5的數稱作丑數(Ugly Number)。例如6、8都是丑數,但14不是,因為它包含因子7。習慣上我們把1當做是第一個丑數。求按從小到大的順序的第1500個丑數。
分析:這是一道在網絡上廣為流傳的面試題,據說google曾經采用過這道題。
算法一:所謂一個數m是另一個數n的因子,是指n能被m整除,也就是n % m == 0。根據丑數的定義,丑數只能被2、3和5整除。也就是說如果一個數如果它能被2整除,我們把它連續(xù)除以2;如果能被3整除,就連續(xù)除以3;如果能被5整除,就除以連續(xù)5。如果最后我們得到的是1,那么這個數就是丑數,否則不是。
#include
using namespace std;
int GetUglyNum1(int n)
{
int i, temp, time=0;
for(i=1; ; i++)
{
temp=i;
while(temp%2==0)
temp/=2;
while(temp%3==0)
temp/=3;
while(temp%5==0)
temp/=5;
if(temp==1)
{
time++;
if(time==n)
break;
}
}
return i;
}
void main()
{
int n;
cout<<"請輸入n:";
cin>>n;
cout<
該算法非常直觀,代碼也非常簡潔,但最大的問題我們每個整數都需要計算。即使一個數字不是丑數,我們還是需要對它做求余數和除法操作。因此該算法很耗時。
???????? 接下來我們換一種思路來分析這個問題,試圖只計算丑數,而不在非丑數的整數上花費時間。根據丑數的定義,丑數應該是另一個丑數乘以2、3或者5的結果(1除外)。因此我們可以創(chuàng)建一個數組,里面的數字是排好序的丑數。里面的每一個丑數是前面的丑數乘以2、3或者5得到的。
這種思路的關鍵在于怎樣確保數組里面的丑數是排好序的。我們假設數組中已經有若干個丑數,排好序后存在數組中。我們把現(xiàn)有的最大丑數記做M?,F(xiàn)在我們來生成下一個丑數,該丑數肯定是前面某一個丑數乘以2、3或者5的結果。我們首先考慮把已有的每個丑數乘以2。在乘以2的時候,能得到若干個結果小于或等于M的。由于我們是按照順序生成的,小于或者等于M肯定已經在數組中了,我們不需再次考慮;我們還會得到若干個大于M的結果,但我們只需要第一個大于M的結果,因為我們希望丑數是按從小到大順序生成的,其他更大的結果我們以后再說。我們把得到的第一個乘以2后大于M的結果,記為M2。同樣我們把已有的每一個丑數乘以3和5,能得到第一個大于M的結果M3和M5。那么下一個丑數應該是M2、M3和M5三個數的最小者。
前面我們分析的時候,提到把已有的每個丑數分別都乘以2、3和5,事實上是不需要的,因為已有的丑數是按順序存在數組中的。對乘以2而言,肯定存在某一個丑數T2,排在它之前的每一個丑數乘以2得到的結果都會小于已有最大的丑數,在它之后的每一個丑數乘以2得到的結果都會太大。我們只需要記下這個丑數的位置,同時每次生成新的丑數的時候,去更新這個T2。對乘以3和5而言,存在著同樣的T3和T5。
#include
using namespace std;
int Min(int num1, int num2, int num3)
{
int min=(num1>n;
cout<
第一種思路相比,這種算法不需要在非丑數的整數上做任何計算,因此時間復雜度要低很多。當然我們也要指出,第二種算法由于要保存已經生成的丑數,因此需要一個數組,從而需要額外的內存。第一種算法是沒有這樣的內存開銷的。
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感謝:http://www.cnblogs.com/mingzi/archive/2009/08/04/1538491.html
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