给定一个非负整数 N,找出小于或等于 N 的最大的整数,同时这个整数需要满足其各个位数上的数字是单调递增。
(当且仅当每个相邻位数上的数字 x 和 y 满足 x <= y 时,我们称这个整数是单调递增的。)
示例 1: 输入: N = 10 输出: 9
示例 2: 输入: N = 1234 输出: 1234
示例 3: 输入: N = 332 输出: 299
说明: N 是在 [0, 10^9] 范围内的一个整数。
题意很简单,那么首先想的就是暴力解法了,来我提大家暴力一波,结果自然是超时!
代码如下:
class Solution {
private:
bool checkNum(int num) {
int max = 10;
while (num) {
int t = num % 10;
if (max >= t) max = t;
else return false;
num = num / 10;
}
return true;
}
public:
int monotoneIncreasingDigits(int N) {
for (int i = N; i > 0; i--) {
if (checkNum(i)) return i;
}
return 0;
}
};
- 时间复杂度:O(n * m) m为n的数字长度
- 空间复杂度:O(1)
题目要求小于等于N的最大单调递增的整数,那么拿一个两位的数字来举例。
例如:98,一旦出现strNum[i - 1] > strNum[i]的情况(非单调递增),首先想让strNum[i - 1]--,然后strNum[i]给为9,这样这个整数就是89,即小于98的最大的单调递增整数。
这一点如果想清楚了,这道题就好办了。
局部最优:遇到strNum[i - 1] > strNum[i]的情况,让strNum[i - 1]--,然后strNum[i]给为9,可以保证这两位变成最大单调递增整数。
全局最优:得到小于等于N的最大单调递增的整数。
但这里局部最优推出全局最优,还需要其他条件,即遍历顺序,和标记从哪一位开始统一改成9。
此时是从前向后遍历还是从后向前遍历呢?
从前向后遍历的话,遇到strNum[i - 1] > strNum[i]的情况,让strNum[i - 1]减一,但此时如果strNum[i - 1]减一了,可能又小于strNum[i - 2]。
这么说有点抽象,举个例子,数字:332,从前向后遍历的话,那么就把变成了329,此时2又小于了第一位的3了,真正的结果应该是299。
所以从前后向遍历会改变已经遍历过的结果!
那么从后向前遍历,就可以重复利用上次比较得出的结果了,从后向前遍历332的数值变化为:332 -> 329 -> 299
确定了遍历顺序之后,那么此时局部最优就可以推出全局,找不出反例,试试贪心。
C++代码如下:
class Solution {
public:
int monotoneIncreasingDigits(int N) {
string strNum = to_string(N);
// flag用来标记赋值9从哪里开始
// 设置为这个默认值,为了防止第二个for循环在flag没有被赋值的情况下执行
int flag = strNum.size();
for (int i = strNum.size() - 1; i > 0; i--) {
if (strNum[i - 1] > strNum[i] ) {
flag = i;
strNum[i - 1]--;
}
}
for (int i = flag; i < strNum.size(); i++) {
strNum[i] = '9';
}
return stoi(strNum);
}
};
- 时间复杂度:O(n) n 为数字长度
- 空间复杂度:O(n) 需要一个字符串,转化为字符串操作更方便
本题只要想清楚个例,例如98,一旦出现strNum[i - 1] > strNum[i]的情况(非单调递增),首先想让strNum[i - 1]减一,strNum[i]赋值9,这样这个整数就是89。就可以很自然想到对应的贪心解法了。
想到了贪心,还要考虑遍历顺序,只有从后向前遍历才能重复利用上次比较的结果。
最后代码实现的时候,也需要一些技巧,例如用一个flag来标记从哪里开始赋值9。