题目
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:
代码语言:javascript复制12
Sample Output:
代码语言:javascript复制5
解析
题意:
给定一个正整数N
,求从1-N
的所有正整数中,1
总共出现了几次。
思路:
这道题是《编程之美》上面的一道题(第2.4节),需要通过分析来总结规律,然后总结出公式,如果暴力去“数”1的个数,显然会超时。但如果通过公式来算的话,时间复杂度就直接降到O(1)。具体分析过程比较复杂,详情参见《编程之美》2.4节“1的数目”,这里只给出结论——从右往左拆解当前数字,逐位分析每个位置出现1的次数,然后统计其规律与当前位置左右部分数字的关系,最后累加,即为结果。
以数字N=345、N=305、N=315
为例,寻找十位
上是1
的数字个数。将数字分成3
部分:百位、十位、个位
。
- 当
N=345
时,从1-345
这345
个数中,百位
数字可以出现0、1、2、3
四种,每种百位
数字都可以跟一个数字为1
的十位
,而每种十位
数字可以跟0-9
这十种数字,所以从1~345
这345
个数中,十位
数字为1
的数共有(3 1)×10=40
个,故十位
上的1
共出现40
次。 - 当
N=305
时,百位
上数字依然可以出现0、1、2、3
四种,但要注意,百位
数字为3
时,后面不能再跟数字为1
的十位
,因为这样的数字已经大于305
了,所以从1~305
这305
个数中,十位
数字为1
的数共有3×10=30
个,故十位
上的1
共出现30
次。 - 当
N=315
时,百位
上数字依然可以出现0、1、2、3
四种,此时要注意,百位
数字为3
时,后面可以再跟数字为1
的十位
,但这样的数字个位
上只能出现0-5
这6
个数,即310、311、312、313、314、315
,其他数字都会大于315
,所以从1~315
这315
个数中,十位
数字为1
的数共有3×10 (5 1)=36
个,故十位
上的1
共出现36
次。
综上,对于任意一个数字N
,当要判断从右向左
数第i
位上1
出现的次数num
时,可以将这个数字分成三部分,分别用left、current、right
表示,即left=数字N在i位左侧的数字、current=数字N在第i位的数字、right=数字N在i位右侧的数字
。例如数字N=123456
,判断从右向左第3位
也就是百位
上,即数字4
所在位置1
出现的次数时,left=123、current=4、right=56
。此时分三种情况进行计算:
- current=0:num = left × 10i
- current=1:num = left × 10i (right 1)
- current>1:num = (left 1) × 10i
- 其中
10^i^
就表示的是当前处理的是个位、十位、还是百位、千位.......
所以如果使用result
存储最后的答案,用a
表示当前是个、十、百、千位……使用left
表示左边部分表示的数字,right
表示右边部分表示的数字。
则从右往左
(从个位往高位)开始遍历,判断当前位置的字符:
- 若是
0
:则在当前位置可以出现1的次数为left * a
次。 - 若是
1
:则在当前位置可以出现1的次数为left * a right 1
次 -
其他
(2-9):则在当前位置出现1 的次数为(left 1)*a
代码
代码语言:javascript复制#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int n, ans = 0, radix = 1, left, right, curr;
cin >> n;
while (n / radix) {
left = n / (radix * 10); curr = n / radix % 10; right = n % radix;
if (curr == 0) ans = left * radix;
else if (curr == 1) ans = left * radix right 1;
else ans = (left 1) * radix;
radix *= 10;
}
cout << ans;
return 0;
}