【一天一道Leetcode】笨阶乘

2021-04-20 15:56:56 浏览数 (2)

01

题目描述

题目描述:

正如我们所了解的,正整数 n 的阶乘是所有小于或等于 n 的正整数的乘积。

例如:

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factorial(10) = 10 * 9 * 8 * 7 * 6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1

相反,我们设计了一个笨阶乘clumsy:在整数的递减序列中,我们以一个固定顺序的操作符序列来依次替换原有的乘法操作符:乘法(*),除法(/),加法( )和减法(-)。

例如:

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clumsy(10) = 10 * 9 / 8   7 - 6 * 5 / 4   3 - 2 * 1

然而,这些运算仍然使用通常的算术运算顺序:我们在任何加、减步骤之前执行所有的乘法和除法步骤,并且按从左到右处理乘法和除法步骤。

另外,我们使用的除法是地板除法(floor division),

所以 10 * 9 / 8 等于 11。这保证结果是一个整数。

实现上面定义的笨阶乘函数:给定一个整数 N,它返回 N 的笨阶乘。

示例:

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示例 1:

输入:4
输出:7
解释:7 = 4 * 3 / 2   1

示例 2:

输入:10
输出:12
解释:12 = 10 * 9 / 8   7 - 6 * 5 / 4   3 - 2 * 1

提示:

1.1 <= N <= 10000

2.-2^31 <= answer <= 2^31 - 1

02

思路和方法

由题意可知,

表达式中的计算一般可以借助数据结构[栈]完成。

根据题意,该题没有显式符号,运算级别是先乘除后加减,我们可以从N开始,利用枚举法N-1、N-2直到1。

1. [四次一循环]这道题中数字是递减的,计算操作是4次一循环。根据这个特性,我们在编程中可以利用对4进行取余来判断计算操作。

2. [乘除立即算]出现乘法、除法的时候可以把栈顶元素取出,立即与当前的N进行乘法、除法运算,并将运算结果重新压入栈中。

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题目要求进行地板除法,
该方法就表示向下取整。
math.floor(11.6)的结果为11,
math.floor(-11.6)的结果是-12

3. [加减先入栈]出现加法、减法的时候,可以把减法视为加上一个数的相反数,然后压入栈中,等待遇见[乘法],[除法]的时候再取出计算。

4. [最后累加和]最后将栈中元素累加输出即为答案。

我们用5来举例这个过程:

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clumsy(6) = 6 * 5 / 4   3 - 2 * 1

i=0时,当前数字是6,先把第一个数字6压入栈,

i=1时,当前数字是5,当前index=0,index%4=0

栈顶元素是6

立即计算6*5=30,将结果放入栈中。

i=2时,当前数字是4,当前index=1,index%4=1

栈顶元素是30

立即计算30/4=7,将结果放入栈中。

i=3时,当前数字是3,当前index=2,index%4=2

栈顶元素是7

将3放入栈中。

i=4时,当前数字是2,当前index=3,index%4=3

将-2放入栈中。

i=5时,当前数字是1,当前index=4,index%4=0

栈顶元素是-2

立即计算(-2)*1=-2,将结果放入栈中。

元素遍历完,

最后计算栈中元素即可:7 3 (-2)=8

综上我们的代码表示为:

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class Solution(object):
    def clumsy(self, N):
        index = 0
        stack = [N]
        for i in range(N - 1, 0, -1):
            if index == 0:
                stack.append(stack.pop() * i)
            elif index == 1:
                stack.append(int(stack.pop() / float(i)))
            elif index == 2:
                stack.append(i)
            elif index == 3:
                stack.append(-i)
            index = (index   1) % 4
        return sum(stack)

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