【Java】 剑指offer(16) 打印1到最大的n位数
本文参考自《剑指offer》一书，代码采用Java语言。
题目
输入数字n，按顺序打印出从1最大的n位十进制数。比如输入3，则打印出1、2、3一直到最大的3位数即999。
思路
陷阱：n过大时是大数问题，不能简单用int或者long数据输出，需要采用字符串或者数组表达大数。
解决方法：通过字符数组char[]来进行输出数字。
方法一：
1）在字符串表达的数字上模拟加法；
2）把字符串表达的数字打印出来。
方法二：
1）采用递归将每一位都从0到9排列出来；
2）把字符串表达的数字打印出来。
·测试算例
功能测试（输入1，2，3……）
特殊输入测试（输入0，-1）
完整Java代码
自己复习时写的方法（比第一次写的方法更清晰、简洁点）：
public void print1ToMaxOfNDights1s(int n) {
if(n<=0)
return;
char[] digit = new char[n];
for(int i=0;i<n;i++)
digit[i]='0';
for(int i=n-1;i>=0;i--) {
while(digit[i]!='9') {
int m=0;
digit[m]++;
while(m<n-1 && digit[m]>'9') {
digit[m]='0';
digit[m+1]++;
m++;
}
printdigits(digit);
}
}
}
private void printdigits(char[] digit) {
int m = digit.length-1;
while(digit[m]=='0')
m--;
for(int i=m;i>=0;i--)
System.out.print(digit[i]);
System.out.println();
}
（第一次写的代码，含测试)
/**
*
* @Description 面试题17：打印1到最大的n位数
*
* @author yongh
* @date 2018年9月17日 下午9:07:53
*/
// 题目：输入数字n，按顺序打印出从1最大的n位十进制数。比如输入3，则
// 打印出1、2、3一直到最大的3位数即999。
public class Print1ToMaxOfNDigits {
//=========方法一============
/**
* 采用模拟加一的方法
*/
public void print1ToMaxOfNDigits(int n) {
if (n <= 0)
return;
char[] number = new char[n];
// 不能用foreach方法对nuber[]赋值
// for (char c : number) {
// c = '0';
// }
for (int k = 0; k < number.length; k++)
number[k] = '0';
while (!increment(number)) {
printCharNumber(number);
}
}
/**
* 对字符串进行加一操作，number达到最大值后返回true
* 最低位加一；所有位如果超过10，则进位
*/
private boolean increment(char[] number) {
int nTakeOver = 0; // 代表进位
for (int i = number.length - 1; i >= 0; i--) {
int nSum = (number[i] - '0') + nTakeOver; // 当前位置数字
// number[i]-'0'是把char转化为int，nTakeOver代表进位
if (i == number.length - 1)
nSum++;
if (nSum >= 10) {
if (i == 0)
return true; // 超出范围了
nTakeOver = 1;
nSum -= 10;
number[i] = (char) (nSum + '0');
} else {
number[i] = (char) (nSum + '0');
break; // 高位不变，可以直接跳出循环了
}
}
return false;
}
/**
* 打印字符数组形成的数字
* 书中方法：利用布尔变量isBeginning0来从第一个非零字符打印
*/
private void printCharNumber(char[] number) {
boolean isBeginning0 = true;
for (int i = 0; i < number.length; i++) {
if (isBeginning0 && (number[i] - '0') != 0) {
isBeginning0 = false;
}
if (!isBeginning0) {
// System.out.print(number[i] - '0');
System.out.print(number[i]);
}
}
System.out.println();
}
/**
* 打印字符数组形成的数字
* 自己的方法：找出第一个非零字符位置，往后进行打印
*/
private void printCharNumber2(char[] number) {
int beginner = number.length; // 不写成number.length-1，以防写出0
for (int i = 0; i <= number.length - 1; i++) {
if ((number[i] - '0') != 0) {
beginner = i;
break;
}
}
for (int i = beginner; i <= number.length - 1; i++) {
System.out.print(number[i]);
}
if (beginner != number.length) // 数字为0时，换行符不输出
System.out.println();
}
//=========方法二============
/**
* 采用递归的方法
*/
public void print1ToMaxOfNDigits2(int n) {
if (n <= 0)
return;
char[] number = new char[n];
for (int k = 0; k < number.length; k++)
number[k] = '0';
for (int i = 0; i <= 9; i++) {
makeNumber(n, number, i, 0);
}
}
/**
* 生成数字
*/
private void makeNumber(int n, char[] number, int nNumber, int index) {
if (index == number.length - 1) {
number[index] = (char) (nNumber + '0');
printCharNumber2(number); // 打印数字代码与第一个方法一样
return;
} else {
number[index] = (char) (nNumber + '0');
for (int i = 0; i <= 9; i++) {
makeNumber(n, number, i, index + 1);
}
}
}
// ========测试代码=============
void test(int nDigits) {
System.out.println("===test begin===");
System.out.println("method1:");
print1ToMaxOfNDigits(nDigits);
System.out.println("method2:");
print1ToMaxOfNDigits2(nDigits);
System.out.println("===test over===");
}
public static void main(String[] args) {
Print1ToMaxOfNDigits demo = new Print1ToMaxOfNDigits();
demo.test(-1);
demo.test(0);
demo.test(1);
demo.test(2);
}
}
===test begin=== method1: method2: ===test over=== ===test begin=== method1: method2: ===test over=== ===test begin=== method1: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 method2: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ===test over=== ===test begin=== method1: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 method2: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 ===test over===
收获
1.任何时候都不能轻视题目，像这道题看起来简单，但其实涉及到大数问题，以后遇到数字相关的题目时要注意大数问题；
2.int类型和char类型转化，通过±‘0’来实现，见int与char类型间的相互转换。
3.打印字符串表示的数组，从第一个非零数字打印。
