剑指 Offer 17. 打印从1到最大的n位数(C++) 递归+DFS

输入数字 n,按顺序打印出从 1 到最大的 n 位十进制数。比如输入 3,则打印出 1、2、3 一直到最大的 3 位数 999。

示例 1:

输入: n = 1
输出: [1,2,3,4,5,6,7,8,9]

说明:
用返回一个整数列表来代替打印
n 为正整数

大数打印解法:

实际上,本题的主要考点是大数越界情况下的打印。需要解决以下三个问题:

1. 表示大数的变量类型:

无论是 short / int / long … 任意变量类型,数字的取值范围都是有限的。因此,大数的表示应用字符串 String 类型。
2. 生成数字的字符串集:

使用 int 类型时,每轮可通过 +1 生成下个数字,而此方法无法应用至 String 类型。并且, String 类型的数字的进位操作效率较低,例如 “9999” 至 “10000” 需要从个位到千位循环判断,进位 4 次。
观察可知,生成的列表实际上是 n 位 0 - 9 的 全排列 ,因此可避开进位操作,通过递归生成数字的 String 列表。
3. 递归生成全排列:

基于分治算法的思想,先固定高位,向低位递归,当个位已被固定时,添加数字的字符串。例如当 n = 2 时(数字范围 1 - 99 ),固定十位为 0 - 9 ,按顺序依次开启递归,固定个位 0 - 9 ,终止递归并添加数字字符串。

在这里插入图片描述
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class Solution {
    
    
private:
	//下面三行定义变量
	vector<int> res; 
	int nine = 0, count = 0, start, n;
	vector<char> num, loop = {
    
    '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9'};
	void dfs(int x) {
    
    
        if(x == n) {
    
    //x == n才是表示完全添加索引为n-1的字符
			string s,sub;//定义字符串变量
			s.insert(s.begin()/*插入的位置*/, num.begin()/*插入对象的开始位置*/, num.end()/*插入对象的结束位置*/);
			//上一行vector<char> 转string
			sub=s.substr(start);//s的start位开始截取一段字符串
            if(!(sub=="0")) res[count++] = stoi(sub);//剔除“0”
            if(n - start == nine) start--;//设数字各位中 9 的数量为 nine ,所有位都为 9 的判断条件可用;
			//start--,表示扩增一位数,例如;“999”,start--变成n-4,为“1000”留位置
            return;//return;的作用相当于continue;用于中断此轮循环的作用,
        }
        for(char i : loop) {
    
    
            if(i == '9') nine++;//统计“9”的个数
            num[x] = i;//字符拼接到数组里面
            dfs(x + 1);//数字的下一位
        }
        nine--;//并在回溯前恢复 nine = nine - 1 。
    }
public:
    vector<int> printNumbers(int n) {
    
    
		this->n = n;
		res.resize(pow(10, n) - 1);//res数组的内存分配
		num.resize(n);//数组元素的位数内存分配
		start = n-1;//其实就是截取字符串的最后一位
		dfs(0);
		return res;
	}
};

复杂度分析:

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转载自blog.csdn.net/qq_30457077/article/details/114754397