《剑指offer》刷题笔记（时间效率）：整数中1出现的次数（从1到n整数中1出现的次数）

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题目描述

求出1~13的整数中1出现的次数,并算出100~1300的整数中1出现的次数？为此他特别数了一下1~13中包含1的数字有1、10、11、12、13因此共出现6次,但是对于后面问题他就没辙了。ACMer希望你们帮帮他,并把问题更加普遍化,可以很快的求出任意非负整数区间中1出现的次数。

解题思路

两种方法，一种是从1到n遍历，每次通过对10求余数判断整数的个位数字是不是1，大于10的除以10之后再判断。我们对每个数字都要做除法和求余运算以求出该数字中1出现的次数。如果输入数字n，n有O(logn)位，我们需要判断每一位是不是1，那么时间复杂度为O(n*logn)。

第二种方法是数学之美上面提出的方法，设定整数点（如1、10、100等等）作为位置点i（对应n的各位、十位、百位等等），分别对每个数位上有多少包含1的点进行分析。

  • 根据设定的整数位置，对n进行分割，分为两部分，高位n/i，低位n%i
  • 当i表示百位，且百位对应的数>=2,如n=31456,i=100，则a=314,b=56，此时百位为1的次数有a/10+1=32（最高两位0~31），每一次都包含100个连续的点，即共有(a/10+1)*100个点的百位为1
  • 当i表示百位，且百位对应的数为1，如n=31156,i=100，则a=311,b=56，此时百位对应的就是1，则共有a/10(最高两位0-30)次是包含100个连续点，当最高两位为31（即a=311），本次只对应局部点00~56，共b+1次，所有点加起来共有（a/10*100）+(b+1)，这些点百位对应为1
  • 当i表示百位，且百位对应的数为0,如n=31056,i=100，则a=310,b=56，此时百位为1的次数有a/10=31（最高两位0~30）
  • 综合以上三种情况，当百位对应0或>=2时，有(a+8)/10次包含所有100个点，还有当百位为1(a%10==1)，需要增加局部点b+1
  • 之所以补8，是因为当百位为0，则a/10==(a+8)/10，当百位>=2，补8会产生进位位，效果等同于(a/10+1)

C++版代码实现

方法一

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class Solution {
public:
    int NumberOf1Between1AndN_Solution(int n)
    {
        int count=0;
        for(int i=0; i <= n; ++i)
            {
            int temp = i;
            while(temp)
                {
                if(temp % 10 == 1)
                    ++count;
                temp /= 10;
            }
        }
        return count;
    }
};

方法二

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class Solution {
public:
    int NumberOf1Between1AndN_Solution(int n)
    {
    int count = 0;
    long long i = 1;
    for(i = 1; i <= n; i *= 10)
    {
        //i表示当前分析的是哪一个数位
        int a = n / i, b = n % i;
        count = count + (a + 8) / 10 * i + (a % 10 == 1) * (b + 1);
    }
    return count;
    }
};

Python版代码实现

方法一

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# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    def NumberOf1Between1AndN_Solution(self, n):
        # write code here
        count = 0
        for i in range(0,n+1):
            temp = i
            while temp:
                if temp % 10 == 1:
                    count += 1
                temp /= 10
        return count

方法二

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# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    def NumberOf1Between1AndN_Solution(self, n):
        # write code here
        count = 0
        i = 1
        while i <= n:
            count += (n // i + 8) // 10 * i + (n // i % 10 == 1) * (n % i + 1)
            i *= 10
        return count

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完的汪(∪｡∪)｡｡｡zzz

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