33 丑数
题目要求:把只包含质因子2、3和5的数称作丑数(Ugly Number)。例如6、8都是丑数,但14不是,因为它包含质因子7。 习惯上我们把1当做是第一个丑数。求按从小到大的顺序的第N个丑数。
判断方法
首先除2,直到不能整除为止,然后除5到不能整除为止,然后除3直到不能整除为止。最终判断剩余的数字是否为1,如果是1则为丑数,否则不是丑数。前20个丑数为:1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 16, 18, 20, 24, 25, 27, 30, 32, 36。
但本题并不是输入一个数让你判断是否是丑数,而是给你索引数,输出索引数对应的丑数
1 import java.lang.Math; 2 import java.util.*; 3 public class Solution { 4 public int GetUglyNumber_Solution(int index) { 5 //考虑特殊情况 6 if(index <= 0) return 0; 7 if(index > 0 && index < 7) return index; 8 int p2 = 0, p3 = 0, p5 = 0; //3个指针pointer 9 //用来存放所有丑数的list 10 //序号实际存储 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ,list.get()中用到的,也就是index 11 //实际存储丑数 1 2 3 4 5 6 8 9 10 12 ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>(); 13 list.add(1); 14 while(list.size() < index){ 15 int m2=list.get(p2)*2; 16 int m3=list.get(p3)*3; 17 int m5=list.get(p5)*5; 18 int min=Math.min(m2,Math.min(m3,m5)); 19 list.add(min); 20 if(min==m2)p2++; 21 if(min==m3)p3++; 22 if(min==m5)p5++; 23 } 24 return list.get(list.size()-1); 25 } 26 }
通俗易懂的解释:(https://www.nowcoder.com/questionTerminal/6aa9e04fc3794f68acf8778237ba065b来源:牛客网)
首先从丑数的定义我们知道,一个丑数的因子只有2,3,5,那么丑数p = 2 ^ x * 3 ^ y * 5 ^ z,换句话说一个丑数一定由另一个丑数乘以2或者乘以3或者乘以5得到,那么我们从1开始乘以2,3,5,就得到2,3,5三个丑数,在从这三个丑数出发乘以2,3,5就得到4,6,10,6,9,15,10,15,25九个丑数,我们发现这种方法会得到重复的丑数,而且我们题目要求第N个丑数,这样的方法得到的丑数也是无序的。那么我们可以维护三个队列:
(1)丑数数组: 1
乘以2的队列:2
乘以3的队列:3
乘以5的队列:5
选择三个队列头最小的数2加入丑数数组,同时将该最小的数乘以2,3,5放入三个队列;
(2)丑数数组:1,2
乘以2的队列:4
乘以3的队列:3,6
乘以5的队列:5,10
选择三个队列头最小的数3加入丑数数组,同时将该最小的数乘以2,3,5放入三个队列;
(3)丑数数组:1,2,3
乘以2的队列:4,6
乘以3的队列:6,9
乘以5的队列:5,10,15
选择三个队列头里最小的数4加入丑数数组,同时将该最小的数乘以2,3,5放入三个队列;
(4)丑数数组:1,2,3,4
乘以2的队列:6,8
乘以3的队列:6,9,12
乘以5的队列:5,10,15,20
选择三个队列头里最小的数5加入丑数数组,同时将该最小的数乘以2,3,5放入三个队列;
(5)丑数数组:1,2,3,4,5
乘以2的队列:6,8,10,
乘以3的队列:6,9,12,15
乘以5的队列:10,15,20,25
选择三个队列头里最小的数6加入丑数数组,但我们发现,有两个队列头都为6,所以我们弹出两个队列头,同时将12,18,30放入三个队列;
……………………
疑问:
1.为什么分三个队列?
丑数数组里的数一定是有序的,因为我们是从丑数数组里的数乘以2,3,5选出的最小数,一定比以前未乘以2,3,5大,同时对于三个队列内部,按先后顺序乘以2,3,5分别放入,所以同一个队列内部也是有序的;
2.为什么比较三个队列头部最小的数放入丑数数组?
因为三个队列是有序的,所以取出三个头中最小的,等同于找到了三个队列所有数中最小的。
实现思路:
我们没有必要维护三个队列,只需要记录三个指针显示到达哪一步;“|”表示指针,arr表示丑数数组;
(1)1
|2
|3
|5
目前指针指向0,0,0,队列头arr[0] * 2 = 2, arr[0] * 3 = 3, arr[0] * 5 = 5
(2)1 2
2 |4
|3 6
|5 10
目前指针指向1,0,0,队列头arr[1] * 2 = 4, arr[0] * 3 = 3, arr[0] * 5 = 5
(3)1 2 3
2| 4 6
3 |6 9
|5 10 15
目前指针指向1,1,0,队列头arr[1] * 2 = 4, arr[1] * 3 = 6, arr[0] * 5 = 5
作者:shareidea
出处:https://www.cnblogs.com/shareidea94/
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