leetcode-202.快乐数
数学问题
题目详情
编写一个算法来判断一个数 n 是不是快乐数。
「快乐数」 定义为:
对于一个正整数,每一次将该数替换为它每个位置上的数字的平方和。
然后重复这个过程直到这个数变为 1,也可能是 无限循环 但始终变不到 1。
如果这个过程 结果为 1,那么这个数就是快乐数。
如果 n
是 快乐数 就返回 true
;不是,则返回 false
。
示例1:
输入:n = 19
输出:true
解释:
12 + 92 = 82
82 + 22 = 68
62 + 82 = 100
12 + 02 + 02 = 1
示例2:
输入:n = 2
输出:false
思路:
这道题首先想到的方法就是循环求各数位平方和,利用集合存储,循环中如果找到1就返回true,找到存过的平方和就返回false
我的代码:
class Solution
{
public:
// 辅函数 求各个数位平方和
int getSum(int n)
{
int sum = 0;
while (n)
{
sum += (n % 10) * (n % 10);
n /= 10;
}
return sum;
}
// 主函数
bool isHappy(int n)
{
int sum = 0;
unordered_set<int> set;
while (true)
{
sum = getSum(n);
if (sum == 1) return true; // 循环找到1就返回true
// 循环找到重复就返回false
if (set.find(sum) != set.end()) return false;
//否则存入sum后更新n继续循环
set.insert(sum);
n = sum;
}
}
};
在写第一种方法的时候我们可以发现,我们其实是在一个循环中不断寻找指定元素,我们可以联想到在循环链表中的寻找元素的一种好方法:快慢指针法!
即定义慢指针slow
慢指针初始在第一个节点上,快指针fast
初始在第二个节点上,然后slow
每次走一步,fast
每次走两步,直到fast
找到1(true)或者fast
和slow
相遇(没找到死循环false) 代码如下:
class Solution
{
public:
// 辅函数 求各个数位平方和
int getSum(int n)
{
int sum = 0;
while (n)
{
sum += (n % 10) * (n % 10);
n /= 10;
}
return sum;
}
// 主函数
bool isHappy(int n)
{
//初始化
int slow = n;
int fast = getSum(n);
// 没找到1 不相遇 就循环
while (fast != 1 && slow != fast)
{
slow = getSum(slow);//执行一步
fast = getSum(getSum(fast));//执行两步
}
return fast == 1; //最后跳出循环看fast是不是1
}
};
最后还有一种方法可以通过数学规律来解决,当一个数的各位平方和最后无法循环成1,那么必定会掉入循环:4→16→37→58→89→145→42→20→4
根据这个规律我们可以写出下面代码:
class Solution
{
public:
// 辅函数 求各个数位平方和
int getSum(int n)
{
int sum = 0;
while (n)
{
sum += (n % 10) * (n % 10);
n /= 10;
}
return sum;
}
unordered_set<int> set{4, 16, 37, 58, 89, 145, 42, 20};//初始化
// 主函数
bool isHappy(int n)
{ // 没找到1 set中没找到(没掉入死循环)
while (n != 1 && set.find(n) == set.end())
{
n = getSum(n); //就继续
}
return n == 1;
}
};