leetcode441（巧妙利用取整和解方程）

You have a total of n coins that you want to form in a staircase shape, where every k-th row must have exactly k coins.

Given n, find the total number of full staircase rows that can be formed.

n is a non-negative integer and fits within the range of a 32-bit signed integer.

 

Example 1:

n = 5

The coins can form the following rows:
¤
¤ ¤
¤ ¤

Because the 3rd row is incomplete, we return 2.

Example 2:

n = 8

The coins can form the following rows:
¤
¤ ¤
¤ ¤ ¤
¤ ¤

Because the 4th row is incomplete, we return 3.

 

首先理解题目的意思

给出一个数N，然后利用这个数去排列。

每行尽可能排满，第一行1个，第二行2个。。。。

返回排满的行数

 

首先列出看的见的等式。

（1+x）*x/2 + r = n;

其中x为最后有多少行，r为最后返回的结果，n为给出的数据。

 

//然后我们就把这个问题转换成了一个数学问题

也就是我们要计算出一个x要满足等式成立的情况下r最小。

 

如何找到这个x呢？

1、首先最简单的解法，枚举所有的x，直到r为负数为止，前一个x就是满足条件的。

所以最后的复杂度肯定是x+1，x为最终成立的行数，x为需要返回的结果。

 

还有更快的方法吗？

我的想法是，当r为0时，x可以从sqrt（n*2）向下取整，然后从这个数，按照方法1往上找。这个是n最大的情况

当r为x-1时，也就是n最小的情况。按照上面的方法也没错，因为这个数小，所以往上找也是可以的。

 

public class Solution {
    public int arrangeCoins(int n) {
        int x = (int) Math.floor(Math.sqrt(n*1.0));
        int r = 0;
        while (true){
            if(x%2 == 0)
                r = x / 2 * (1+x);
            else
                r = (1+x) / 2 * x;
            if(n - r < 0)
                break;
            else
                x++;
        }
        return --x;
    }
}

 

 

其中要注意的是x的值过大时先要计算除法不然两个数相乘超过int就会出现一个极小数会影响判断。

 

当然还有更牛逼的方法

先不管r是多少，当做r是0，先利用解方程的方法n计算出来一个x

然后对这个x往小了取整数就可以了。

 

public class Solution {
    public int arrangeCoins(int n) {
        /* 数学推导
        (1+k)*k/2 = n
        k+k*k = 2*n
        k*k + k + 0.25 = 2*n + 0.25
        (k + 0.5) ^ 2 = 2*n +0.25
        k + 0.5 = sqrt(2*n + 0.25)
        k = sqrt(2*n + 0.25) - 0.5
        */
        return (int) (Math.sqrt(2*(long)n+0.25) - 0.5);
    }
}