题目描述(简单难度)
给一个数字,将这个数字的各个位取平方然后相加,得到新的数字再重复这个过程。如果得到了 1
就返回 true
,如果得不到 1
就返回 false
。
解法一
之前秋招的一道笔试题,当时想法也很简单。如果过程中得到了 1
直接返回 true
。
什么时候得不到 1
呢?产生了循环,也就是出现的数字在之前出现过,那么 1
一定不会得到了,此时返回 false
。
在代码中,我们只需要用 HashSet
去记录已经得到的数字即可。
public boolean isHappy(int n) {
HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
set.add(n);
while (true) {
int next = getNext(n);
if (next == 1) {
return true;
}
if (set.contains(next)) {
return false;
} else {
set.add(next);
n = next;
}
}
}
//计算各个位的平方和
private int getNext(int n) {
int next = 0;
while (n > 0) {
int t = n % 10;
next += t * t;
n /= 10;
}
return next;
}
还有一个问题,代码中我们用了 while
循环,那么有没有可能永远不产生 1
并且不产生重复的数字,然后使得代码变成死循环呢?
不需要担心,因为根据我们的算法,产生的数字一定是有限的。即使产生的数字不是有限的,因为我们用的是 int
来保存数字,int
所表示的数字个数是有限的。因此,如果产生的数字是 n
个,如果我们循环到第 n + 1
次,根据鸽巢原理,此时一定会产生一个重复数字了,从而跳出 while
循环。
解法二
参考 这里-space-and-no-magic-math-property-involved-)),优化了空间复杂度到 O(1)
。
回想一下 141 题,判断一个链表是否有环。
而这道题,其实本质上就是判断链表是否有环,当出现重复的数字也就是产生了环。
所以我们可以用快慢指针的方法,或者叫 Floyd Cycle detection algorithm。
原理也很好理解,想象一下圆形跑道,两个人跑步,如果一个人跑的快,一个人跑的慢,那么不管两个人从哪个位置出发,跑的过程中两人一定会相遇。
所以这里我们用两个指针 fast
和 slow
。fast
每次走两步,slow
每次走一步。
如果有重复的数字的话,fast
和 slow
就一定会相遇。
没有重复数字的话,当 fast
经过 1
的时候,就会停下来了。然后 slow
最终也会走向 1
,所以也会相遇。
因此,代码的话,当 fast
和 slow
相遇的时候只需要判断当前是否是 1
即可。
public boolean isHappy(int n) {
int slow = n;
int fast = n;
do {
slow = getNext(slow);
fast = getNext(getNext(fast));
} while (slow != fast);
return slow == 1;
}
private int getNext(int n) {
int next = 0;
while (n > 0) {
int t = n % 10;
next += t * t;
n /= 10;
}
return next;
}
总
解法一很常规,解法二的话将模型归结到有环链表太厉害了,自愧不如。
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