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。
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;
}
};