PAT 1049. Counting Ones (30)(数位dp(记忆化搜索))

The task is simple: given any positive integer N, you are supposed to count the total number of 1’s in the decimal form of the integers from 1 to N. For example, given N being 12, there are five 1’s in 1, 10, 11, and 12.

Input Specification:

Each input file contains one test case which gives the positive N (<=230).

Output Specification:

For each test case, print the number of 1’s in one line.

Sample Input:
12
Sample Output:
5
题意很好理解,求1到n这n个数其中1总共出现了多少次。
还是比较基础的数位dp,dp数组建议使用结构体,保存两个量,1出现了多少次和总共有多少个数。至于为什么呢,也是很好理解的,如果当前位不是1,那么总共出现的1的个数和当前位减一出现的1的个数相等,如果当前位是1,那么出现1的个数由两部分组成,当前位减一出现1的个数和从当前位开始总共有多少个数,因为如果当前位是1,那么前面只要存在一个数,那么1的总数就会加一。
详细见代码:

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <iomanip>
#include <cmath>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <map>
#include <stack>
#include <queue>
using namespace std;
#define ll long long
#define maxn 20
#define angel 0x3f3f3f3f
#define eps 1e-9
const int mod=1e9+7;
struct maths
{
    ll cnt;//出现1的个数
    ll sum;//总共多少个数
}dp[maxn];
int tmp[maxn];
maths dfs(int len,int flag)
{
    if(len==0)
    {
        maths element;
        element.sum=1;element.cnt=0;
        return element;
    }
    if(!flag&&dp[len].sum!=-1)
        return dp[len];
    int maxx=flag?tmp[len]:9;
    maths now;
    now.cnt=now.sum=0;
    for(int i=0;i<=maxx;i++)
    {
        maths next=dfs(len-1,i==maxx&&flag);
        if(i==1)
            now.cnt=now.cnt+next.cnt+next.sum;
        else
            now.cnt=now.cnt+next.cnt;
        now.sum+=next.sum;
    }
    if(!flag)
        dp[len]=now;
    return now;
}
ll solve(int n)
{
    int len=0;
    while(n>0)
    {
        tmp[++len]=n%10;
        n/=10;
    }
    return dfs(len,1).cnt;
}
int main()
{
    int n;
    scanf("%d",&n);
    memset(dp,-1,sizeof(dp));
    printf("%lld\n",solve(n));
    return 0;
}
题目简述: 给定一个整数n,你需要求出1到n这n个整数的二进制(binary)表示中数字1出现的次数。例如,对于n=3,1到3这3个整数的二进制表示分别是:1, 10, 11,其中1出现的次数为2次。因此,输出2即可。 题目思路: 这道题可以用暴力求解法:枚举1到n的每个整数,然后统计对应的二进制表示中1的个数即可。但此种做法不适用于大数据。因此,我们需要寻找更为高效的算法。其中一种常见方法是用每一位的数字来计算。 例如,对于一个二进制数11010,我们可以从低到高,第一位统计在0~1范围内出现的次数,第二位统计在0~3范围内出现的次数,第三位在0~7范围内,第四位在0~15范围内,最后统计总体中的1的个数。因为,我们可以发现,对于n的第i位上的数字,它出现1的次数由(n / (i*10) * i)个1,除去i-1位之后,如果大于2,则还要加上i个1。再来看一个具体的例子,对于11010,第一位上有10种情况,0出现5次,1也出现5次,对于第二位,共有110, 101, 100, 011, 010, 001, 000七种情况,其中从00到01这两种情况中,每个数字都出现了两次1,因此一共出现了2*2=4次1。同样地,对于 101 和 011 这两种情况,也是如此。 因此,最终代码如下(基于C++): #include <iostream> using namespace std; #define int long long//避免溢出 signed main(){ int n, ans; cin >> n; for(int l = 1, r; l <= n; l = r + 1){ int k = n / l; r = n / k; ans += (r - l + 1) * (k / 10); int t = (k % 10) * l; if(t >= l) ans += t - l + 1; } cout << ans << endl; return 0; } 注意:本题的数据范围比较大,因此需要使用int long long类型避免溢出。
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