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每日一练:【优先算法】双指针之快乐数(medium)

2024/11/30 10:34:34 来源:https://blog.csdn.net/2401_82610555/article/details/143990662  浏览:    关键词:每日一练:【优先算法】双指针之快乐数(medium)

1. 题目链接:202. 快乐数

2. 题目描述及分析

对于一个正整数我们替换为它每个位置上数字的平方和,不断重复这个过程就如上图所示。

这里需要补充的是根据鸽巢定理,n个巢穴,n + 1个鸽子,,将鸽子都安排进巢穴,那么不管怎么安排,至少有一个有一个巢穴里面鸽数大于1,我们这里取一个超过int范围的9999999999,我们按照上诉操作进行一次,数值变为810,那么如果我们继续对810变形,我们就会发现在这个过程中出现的数在[1,810]这个范围,这就意味着如果我们对9999999999变形超过810次,那么就一定会出现与[1,810]中数值重复的数。

以此类推,这就意味着一个数,我们对其进行尽可量的变化,最终要么这个数变为1,要么这个数无线循环变化下去。

3. 算法原理

这题笔者采用的是快慢指针的做法,不过在正式完成这题之前,我们需要先了解一些前置知识。

首先存在两个指针fast、slow,fast一次走两步,slow一次走一步,那么,如果fast、slow遍历一个带环链表,fast、slow是否会相遇呢?结论是如果如果链表成环,fast与slow一定会成环,并且相遇的位置就是环的节点

我们可以看到L=(x-1)*C+C-N,因此,当head走完L的路程,mee会走完(X-1)圈回到fast、slow相遇的位置,再走C-N走到开始入环的第一个节点与head相遇。

至此我们所需要的前置知识完成(当然,对此有的读者会疑惑为什么fast速度一定要是slow的两倍,其他速度行不行,,限于那不是本文章的写作目的,笔者不详细展开讨论,对此有兴趣的读者,可以移步看这篇文章【初阶数据结构】链表经典OJ(8道))

回过头来我们发现这道题的计算过程就可以视作一个带环的链表(变为1的过程,可以视作1这个节点独自成环,1变化后还是1),因此,根据我们的前置知识,我们采用快慢指针来完成这道题目,fast一次走两步,slow一次走一步(指针这里只是一种抽象概率,大家不要被迷惑,我们这里可以通过fast一次计算两次,slow一次计算一次模拟。)

4.算法代码

class Solution {
public:int Sum(int num)//用来进行一次变化的函数{int s = 0;while(num){s += pow(num % 10,2);num /= 10;}return s;}bool isHappy(int n) {int slow = Sum(n),fast = Sum(Sum(n));while(slow != fast){slow = Sum(slow);//slow一次走一步fast = Sum(Sum(fast));//fast指针一次走两步}return slow == 1;}
};

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