PAT 1049. Counting Ones

本文探讨了如何计算从1到N所有整数中数字1出现的总次数。通过两种不同的算法实现,一种使用动态规划但空间复杂度较高;另一种采用数学方法,逐位计算出现1的可能性并累加,效率更高。

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

分析
这道题我的做法占用的空间大了

/*空间超限了*/
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main(){
    long long int n,sum=0;
    cin>>n;
    vector<int> a(n+1,0);
    for(int i=1;i<=n;i++){
        if(i%10==0)
            a[i]=a[i/10];
        else if(i%10==1)
            a[i]=a[i-1]+1;
        else if(i%10==2)
            a[i]=a[i-1]-1;
        else 
            a[i]=a[i-1];
        sum+=a[i];
    }
    cout<<sum<<endl;
    return 0;
} 

然后搜了一下网上别人的做法:

题目大意:给出一个数字n,求1~n的所有数字里面出现1的个数
分析:这是一道数学问题。从第一位(个位)到最高位,设now为当前位的数字,left为now左边的所有数字构成的数字,right是now右边的所有数字构成的数字。只需要一次次累加对于当前位now来说可能出现1的个数,然后把它们累加即可。a表示当前的个位为1,十位为10,百位为100类推。
对于now,有三种情况:
1.now == 0 : 那么 ans += left * a; //因为now==0说明now位只有在left从0~left-1的时候会产生1,所以会产生left次,但是又因为右边会重复从0~999…出现a次
2.now == 1 : ans += left * a + right + 1;//now = 1的时候就要比上一步多加一个当now为1的时候右边出现0~right个数导致的now为1的次数
3.now >= 2 : ans += (left + 1) * a;//now大于等于2就左边0~left的时候会在now位置产生1,所以会产生left次,但是又因为右边会重复从0~999…出现a次

代码如下

/*就是计算1在各个位置上出现的可能数相加*/
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    int left,now,right,n,a=1,sum=0;
    cin>>n;
    while(n/a){
        left=n/(a*10),right=n%a,now=n/a%10;
        if(now==0) sum+=left*a;
        else if(now==1) sum+=left*a+right+1;
        else sum+=(left+1)*a;
        a*=10;
    }
    cout<<sum<<endl;
    return 0;
}

转载于:https://www.cnblogs.com/A-Little-Nut/p/8330664.html

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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