【剑指Offer】面试题17：打印从1到最大的n位数

参考博客：https://blog.youkuaiyun.com/u013132035/article/details/80563507

/**
 * 面试题17：打印从1到最大的n位数
 * 题目：输入数字n，按顺序打印出从1到最大的n位十进制数。比如输入3，则打印出1,2,3一直到最大的3位数999.
 * @author
 * @create 2021-04-20 11:01
 */
public class Solution17 {
    public static void main(String[] args) {
//        printToMax(4);
        printNumSmall(4);
    }

    /**
     * 直观解法，当n较小时，先找到最大的数然后逐个输出
     * @param n
     */
    public static void printNumSmall(int n){
        if (n < 1){
            return;
        }
        int index = 0;
        int maxValue = 1;
        while (index < n){
            index++;
            maxValue *= 10;
        }
        for (int i = 1; i < maxValue; i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }
    /**
     * 方法一：考虑大数问题，用字符串模拟数字加法
     * @param n
     */
    public static void printNum(int n){
        if (n<1){
            return;
        }
        char[] number = new char[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            //每个位置都先初始化为'0'
            number[i] = '0';
        }
        while (!incrementNumber(number)){
            //判断是否溢出，若没有溢出就打印该数字
            printNumber(number);
        }
    }

    /**
     * 字符串模拟加法，返回是否溢出
     * @param number
     * @return
     */
    private static boolean incrementNumber(char[] number){
        boolean isOverflow = false;//是否溢出标志位
        int nTakeOver = 0;//进位
        int nLength = number.length;
        for (int i = nLength-1; i >=0; i--) {//从最后一位开始
            int nSum = number[i]-'0'+nTakeOver;//当前数字加上进位
            if (i == nLength -1){
                //如果是最后一位，加1
                nSum++;
            }
            //如果加1后大于等于10
            if (nSum >= 10){
                //先判断是不是最高位，若最高位进位，则溢出，isOverflow置为true
                if (i==0){
                    isOverflow = true;
                }else {
                    //若最高位没有进位，拆成两位，低位转换成字符
                    nSum -= 10;
                    nTakeOver = 1;
                    number[i] = (char) ('0' + nSum);
                }
            }else {
                //若加1后没有大于10，直接转换为字符
                number[i] = (char)(nSum + '0');
                break;
            }
        }
        return isOverflow;
    }


    /**
     * 方法二：全排列
     * @param n
     */
    public static void printToMax(int n){
        if (n < 1){
            return;
        }
        char[] numbers = new char[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            numbers[i] = '0';
        }
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            //第一个位置取0~9
            numbers[0] = (char) (i + '0');
            printToMaxRecursively(numbers,n,0);
        }
    }

    /**
     * 递归实现全排列
     * @param number
     * @param n
     * @param index
     */
    public static void printToMaxRecursively(char[] number, int n, int index){
       if (index == n-1){
           //到最后一位时打印数字
           printNumber(number);
           return;
       }
       for (int i = 0; i < 10; i++) {
           number[index+1] = (char)(i+'0');
           printToMaxRecursively(number,n,index+1);
       }
    }

    /**
     * 打印数字，去掉开头的0
     * @param number
     */
    private static void printNumber(char[] number){
        boolean isBegin0 = true;
//        int nLength = number.length;
        for (char c : number) {
            if (isBegin0 && c != '0') {
                isBegin0 = false;
            }
            if (!isBegin0) {
                System.out.print(c);
            }
        }
        System.out.println();
    }
}