• 剑指offer系列——33.丑数


    Q: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。
    T:(感谢@事无巨细,悉究本末)

    通俗易懂的解释:
    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
    ………………

    A:

        int GetUglyNumber_Solution(int index) {
            if (index <= 0)
                return -1;
            vector<int> array;
            int pos2 = 0;
            int pos3 = 0;
            int pos5 = 0;
            array.push_back(1);
            int temp = 0;
            for (int i = 1; i < index; i++) {
                temp = min3(array[pos2] * 2, array[pos3] * 3, array[pos5] * 5);
                array.push_back(temp);
                if (temp == array[pos2] * 2)
                    pos2++;
                if (temp == array[pos3] * 3)
                    pos3++;
                if (temp == array[pos5] * 5)
                    pos5++;
            }
            return array[index - 1];
        }
    
        int min3(int a, int b, int c) {
            int temp;
            temp = a < b ? a : b;
            return temp < c ? temp : c;
        }
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/xym4869/p/12312548.html
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