力扣刷题篇之数与位2-编程知识

力扣刷题篇之数与位2

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前言

数值计算

总结

前言

本系列是个人力扣刷题汇总，本文是数与位。刷题顺序按照[力扣刷题攻略] Re：从零开始的力扣刷题生活 - 力扣（LeetCode）

数值计算

415. 字符串相加 - 力扣（LeetCode）

class Solution {public String addStrings(String num1, String num2) {StringBuilder sb = new StringBuilder();int carry = 0, i = num1.length()-1, j = num2.length()-1;while(i >= 0 || j >= 0 || carry != 0){if(i>=0) carry += num1.charAt(i--)-'0';if(j>=0) carry += num2.charAt(j--)-'0';sb.append(carry%10);carry /= 10;}return sb.reverse().toString();}
}

43. 字符串相乘 - 力扣（LeetCode）

class Solution {public String multiply(String num1, String num2) {int len1 = num1.length(),len2 = num2.length();if (len1 == 1 && num1.charAt(0) - '0' == 0|| len2 == 1 && num2.charAt(0) - '0' == 0) {return "0";}int [] sums = new int [len1+len2];int [] nums1 = new int [len1];for (int i = 0; i < len1; i++) {nums1[i] = num1.charAt(i) - '0';}for(int i=0;i<len2;i++){int mul = num2.charAt(len2-1-i)-'0';for(int j=0;j<len1;j++){sums[i+j]+=(mul*nums1[len1-1-j]);}}StringBuilder str = new StringBuilder();for(int i=0;i<sums.length;i++){if(sums[i]>=10){sums[i+1] +=sums[i]/10;sums[i]%=10;}if(i==sums.length-1&&sums[i]==0)continue;str.append(sums[i]);}return str.reverse().toString();}
}

使用了一个链表来存储整数的每一位，并在这个链表上进行操作。整体思路是从后往前找到第一个递增的位置 i，然后在 [i+1, t.size()-1] 范围内找到比 i 位置大的最小的数，与 i 位置交换，再调整 [i+1, t.size()-1] 的顺序，最后检查是否越界。如果不越界，返回调整后的整数，否则返回 -1。

class Solution {public int nextGreaterElement(int n) {if(n == Integer.MAX_VALUE) return -1;LinkedList<Integer> t = new LinkedList<>();while (n != 0) {t.addFirst(n % 10);n = n / 10;}for (int i = t.size() - 2; i >= 0; --i) {if (t.get(i) < t.get(i + 1)) {//调整i位置即可//向后找比i大的 最小的数的位置 交换int targetIndex = i + 1;for (int j = i + 1; j < t.size(); ++j) {if (t.get(j) > t.get(i) && t.get(j) <= t.get(targetIndex)) {targetIndex = j;}}swap(t, i, targetIndex);//调整从i+1开始到结尾的顺序 [i+1,t.size()-1] 依次递增 保证最小int l =i+1,r=t.size()-1;while(l<r){swap(t,l++,r--);}//判断一下调整完之后是不是越界了long res = 0;for (int k = 0; k < t.size(); ++k) {res = res * 10 + t.get(k);}if(res >Integer.MAX_VALUE) return -1;return (int)res;}}return -1;}private void swap(LinkedList<Integer> t, int a, int b) {int tmp = t.get(a);t.set(a, t.get(b));t.set(b, tmp);}
}

9. 回文数 - 力扣（LeetCode）

通过反转整数的一半来判断是否为回文数。在反转的过程中，如果反转的数字大于剩余的数字，就可以停止，因为已经检查过一半了。最后，比较原始数字和反转后的数字，如果相等，或者相等除以 10（对于偶数位数的数字），则是回文数。此解法的时间复杂度为 O(log n)。

class Solution {public boolean isPalindrome(int x) {// 负数和以0结尾但不是0的数不是回文数if (x < 0 || (x % 10 == 0 && x != 0)) {return false;}int revertedNumber = 0;// 反转 x 的一半数字while (x > revertedNumber) {revertedNumber = revertedNumber * 10 + x % 10;x /= 10;}// 对于奇数位数的数字，revertedNumber 的最后一位是中间位，不影响回文判断// 对于偶数位数的数字，x 和 revertedNumber 必须完全相等return x == revertedNumber || x == revertedNumber / 10;}
}

使用了递归的思想。如果一个数字大于等于 10，就继续将其各个位数相加，直到得到一个一位数为止。递归函数的返回值即为最终的结果。

class Solution {public int addDigits(int num) {if (num < 10) {return num;}return addDigits(num / 10+ num % 10);}
}

461. 汉明距离 - 力扣（LeetCode）

首先计算了两个整数的异或结果，然后遍历这个异或结果的每一位，通过与 1 进行位与操作统计不同位的数量。

class Solution {public int hammingDistance(int x, int y) {//  0 0 0 1 (1)//  0 1 0 0 (4)//^ 0 1 0 1 (5)//& 0 0 0 1 (1)//   ------//  0 0 0 1   (结果)int t = x ^ y;int count = 0;while(t != 0) {// 将 num 与 1 进行位与操作，统计最低位是否为1count += (t & 1);// // 将 num 右移一位t = t >> 1;}return count;}
}

477. 汉明距离总和 - 力扣（LeetCode）

使用了位运算。对于每个二进制位，它统计在该位上为 1 的元素个数 n，然后计算当前位上的汉明距离，并将其累加到结果中。最终返回总的汉明距离。这种方法的时间复杂度是 O(32n)，可以在线性时间内完成计算。

class Solution {public int totalHammingDistance(int[] nums) {int res = 0;int m = nums.length;// 遍历每个二进制位（最多 30 位）for (int i = 0; i <= 30; i++) {int n = 0;// 统计在当前位上为1的元素个数for (int num : nums) {n += (num >>> i) & 1;}// 计算当前位上的汉明距离，并累加到结果中res += (m - n) * n;}return res;}
}