剑指offer——(27)整数中1出现的次数(从1到n整数中1出现的次数)

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public class Solution {
    /**  
     * 像类似这样的问题,我们可以通过归纳总结来获取相关的东西。
     * 首先可以先分类:
     * 我们知道在个位数上,1会每隔10出现一次,例如1、11、21等等,我们发现以10为一个阶梯的话,
     * 每一个完整的阶梯里面都有一个1,例如数字22,按照10为间隔来分三个阶梯,在完整阶梯0-9,10-19之中都有一个1,
     * 但是19之后有一个不完整的阶梯,我们需要去判断这个阶梯中会不会出现1,易推断知,
     * 如果最后这个露出来的部分小于1,则不可能出现1(这个归纳换做其它数字也成立)。
     * 我们可以归纳个位上1出现的个数为:n/10 * 1+(n%10!=0 ? 1 : 0)。
     *
     * 现在说十位数,十位数上出现1的情况应该是10-19,依然沿用分析个位数时候的阶梯理论,我们知道10-19这组数,
     * 每隔100出现一次,这次我们的阶梯是100,例如数字317,分析有阶梯0-99,100-199,200-299三段完整阶梯,
     * 每一段阶梯里面都会出现10次1(从10-19),最后分析露出来的那段不完整的阶梯。我们考虑如果露出来的数大于19,
     * 那么直接算10个1就行了,因为10-19肯定会出现;如果小于10,那么肯定不会出现十位数的1;如果在10-19之间的,
     * 我们计算结果应该是k - 10 + 1。例如我们分析300-317,17个数字,1出现的个数应该是17-10+1=8个。
     * 那么现在可以归纳:十位上1出现的个数为:
     * ·设k= n % 100,即为不完整阶梯段的数字
     * ·归纳式为:(n / 100) * 10 + (if(k > 19) 10 else if(k < 10) 0 else k - 10 + 1)
     *
     * 现在说百位1,我们知道在百位,100-199都会出现百位1,一共出现100次,阶梯间隔为1000,100-199这组数,
     * 每隔1000就会出现一次。这次假设我们的数为2139。跟上述思想一致,先算阶梯数 * 完整阶梯中1在百位出现的个数,
     * 即n/1000 * 100得到前两个阶梯中1的个数,那么再算漏出来的部分139,沿用上述思想,
     * 不完整阶梯数k<100则得到0个百位1,k>199,得到100个百位1,100<=k<=199则得到k - 100 + 1个百位1。
     * 那么继续归纳:百位上出现1的个数:
     * ·设k = n % 1000
     * ·归纳式为:(n / 1000) * 100 + (if(k >199) 10 else if(k < 100) 0 else k - 100 + 1)
     * 后面的依次类推....
     *
     * 那么我们把个位数上算1的个数的式子也纳入归纳式中
     * ·k = n % 10
     * ·个位数上1的个数为:n / 10 * 1 + (if(k > 1) 1 else if(k < 1) 0 else k - 1 + 1)
     * 完美!归纳式看起来已经很规整了。
     *
     * 来一个更抽象的归纳,设i为计算1所在的位数,i=1表示计算个位数的1的个数,10表示计算十位数的1的个数等等。
     * ·k = n % (i * 10)
     * ·count(i) = (n / (i * 10)) * i + (if(k > i * 2 - 1) i else if(k < i) 0 else k - i + 1)
     * 好了,这样从10到10的n次方的归纳就完成了。
     * sum1 = sum(count(i)),i = Math.pow(10, j), 0<=j<=log10(n)
     * @param n
     * @return
     */
    public int NumberOf1Between1AndN_Solution(int n) {
        int count = 0;
        for (int i = 1; i <= n; i *= 10) {
            int temp = n % (i * 10);
            count += (n / (i * 10)) * i + (temp > (i * 2 - 1) ? i : (temp < i ? 0 : temp - i + 1));
        }
        return count;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Solution().NumberOf1Between1AndN_Solution(1));
    }

}

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