在从1到n的正数中1出现的次数

本文介绍了如何通过编程计算从1到任意整数n的十进制表示中数字1出现的总次数。通过将数字分为最高位和其他位,采用递归方法来计算每个部分的1的数量。

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题目:输入一个整数n,求从1到n这n个整数的十进制表示中1出现的次数。

例如输入12,从1到12这些整数中包含1 的数字有1,10,11和12,1一共出现了5次。

当最高位为1时:

如:1234 ,1的个数记为f(n)

分为两段,1~999,1000~1234 

第一段:1~999 的个数 1*3*(10^2); 其中1为最高位,3为(长度-1),2为(长度-2)

第二段:1000~1234 的个数:f(234)+(234+1)

当最高位数不为1时:

如2254:分为两段:1~1999,2000~2254

第一段:2*3*(10^2)+10^3 

第二段:f(254)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//查找在1到N中 有多少个1
//比如 1,2,3...11,12 共有5个1
int Num1of1_nByStr(char *nstr,unsigned int);
int PowerBase10(unsigned int n);
int Num1of1_n(unsigned int n)
{
	char nstr[50];
	sprintf(nstr,"%u",n);
	//printf("%s\n",nstr);
	return Num1of1_nByStr(nstr,strlen(nstr));
}
int Num1of1_nByStr(char *nstr,unsigned int length)
{
	if(!nstr|| length==0 || *nstr < '0' || *nstr > '9' || *nstr == '\0' )
			return 0;
	if(length ==1 )
	{
		if(*nstr==0)return 0;
		else return 1;
	}
	int firstDigit=*nstr-'0';
	if(firstDigit >1)
	{
		return PowerBase10(length-1) + firstDigit*(length-1)*PowerBase10(length-2)+Num1of1_nByStr(nstr+1,length-1);
	}
	else
	{
		return firstDigit*(length-1)*PowerBase10(length-2)+atoi(nstr+1)+1 + Num1of1_nByStr(nstr+1,length-1);
	}

}
//10的n次方
int PowerBase10(unsigned int n)
{
	int result = 1;
	unsigned int i;
	for(i = 0; i < n; ++ i)
		result *= 10;

	return result;
}
int main(void) {
	printf("%d",Num1of1_n(1755322));
	return EXIT_SUCCESS;
}

<think>好的,用户问为什么冒泡排序的外层循环次数是n-1。我需要仔细分析这个问题。 首先,冒泡排序的基本原理是通过相邻元素的比较和交换,将较大的元素逐步移动到数组的末尾。每一次外层循环会把当前未排序部分的最大元素“冒泡”到正确的位置。 假设数组有n个元素。在第一次外层循环后,最大的元素已经排到了最后的位置,此时剩下的未排序元素是n-1个。接下来,第二次外层循环处理剩下的n-1个元素,把第二大的元素放到倒数第二的位置。依此类推,每完成一次外层循环,未排序的元素就减少一个。 那么,当行到第n-1次外层循环时,剩下的未排序元素应该是2个,这时候只需要一次比较和可能的交换就能确定它们的顺序。此时,所有元素已经排好序了。因此,总共需要n-1次外层循环。 举个例子,比如当n=5时,外层循环次数是4次。第一次处理5个元素,剩下4个;第二次处理4个,剩下3个;第三次处理3个,剩下2个;第四次处理2个,排序完成。这时候所有元素已经有序,不需要第五次循环了。 另外,考虑到如果有n个元素,最多需要n-1次循环来确保所有元素归位。如果某一轮没有发生交换,说明已经有序,可以提前终止循环,但最坏情况下仍需n-1次。参考文献中提到的冒泡排序实现也使用了外层循环次数为n-1的情况,比如引用[4]中的Java代码,外层循环变量i的范围是0到nums.length-2,即循环n-1次[^4]。 因此,结论是:外层循环次数为n-1次,因为每次循环确保一个元素归位,而最后一个元素无需单独处理,自然已在正确位置。</think>### 冒泡排序外层循环次数为$n-1$的原因 #### 核心逻辑分析 1. **元素归位机制** 冒泡排序每一轮外层循环会将一个最大元素移动到最终位置。例如: - 第1轮:将第1大的元素移动到倒数第1位 - 第2轮:将第2大的元素移动到倒数第2位 - ... - 第$n-1$轮:将第$n-1$大的元素移动到正数第2位 此时最后一个元素(第$n$大)无需比较,自然已在正确位置[^4]。 2. **数学归纳法验证** 对于长度为$n$的数组: - 当$n=2$时,需要1次外层循环($2-1=1$) - 当$n=3$时,需要2次外层循环($3-1=2$) - 推广到一般情况,$n$个元素需要$n-1$次外层循环 推导公式: $$\sum_{i=1}^{n-1}(n-i) = \frac{n(n-1)}{2}$$ 这正是冒泡排序的比较次数公式[^3]。 #### 具体执行过程 ```java // 示例代码片段(引用自文献[4]) for (int i = 0; i < nums.length - 1; i++) { // 外层循环n-1次 for (int j = 0; j < nums.length - i - 1; j++) { // 比较相邻元素 } } ``` #### 优化情况补充 尽管标准实现需要$n-1$次循环,但通过设置标志位(如引用[3]中的`flag`变量),可以在数组提前有序时终止循环,此时实际循环次数可能小于$n-1$[^3]。
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