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您将如何有效地计算从 1 到 N 整数的十进制表示中 0 的出现次数?

e.g. The number of 0's from 1 to 105 is 16. How?

10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,101,102,103,104,105    

数一下 0 的个数,你会发现它是 16 个。

显然,蛮力方法不会受到赞赏。你必须想出一种方法,它不依赖于“有多少数字落在 1 到 N 之间”。我们可以通过看到某种模式来做吗?

我们不能扩展这里编译的逻辑来解决这个问题吗?

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6 回答 6

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更新的答案

我最初的答案很容易理解,但编码起来很棘手。这是更容易编码的东西。这是一个直接的非递归解决方案,它通过计算每个位置出现零的方式的数量来工作。

例如:

x <= 1234. 以下形式的数有多少?

x = ??0?

“数百个或更多”(1,2,...,12)有 12 种可能性。那么必须有一个零。那么最后一位数字有 10 种可能性。这给出12 * 10 = 120了在第三位包含 0 的数字。

因此,范围(1 到 1234)的解是:

  • ?0??: 1 * 100 = 100
  • ??0?: 12 * 10 = 120
  • ???0: 123
  • 总计 = 343

但一个例外是如果n包含一个零数字。考虑以下情况:

x <= 12034. 以下形式的数有多少?

x = ??0??

我们有 12 种方法来挑选“数千个或更多”。对于 1, 2, ... 11,我们可以选择任意最后两位数字(给出 11 * 100 种可能性)。但是如果我们从 12 开始,我们只能在最后两位数字之间选择一个数字0034所以我们得到11 * 100 + 35了完全的可能性。


这是这个算法的一个实现(用 Python 编写,但应该很容易移植到 C 中):

def countZeros(n):
    result = 0
    i = 1

    while True:
        b, c = divmod(n, i)
        a, b = divmod(b, 10)

        if a == 0:
            return result

        if b == 0:
            result += (a - 1) * i + c + 1
        else:
            result += a * i

        i *= 10
于 2012-08-09T21:12:27.053 回答
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我建议将此算法从以 2 为基数调整为以 10 为基数:

范围内整数的二进制补码二进制表示中 1 的数量

结果算法为 O(log N)。

方法是编写一个简单的递归函数count(n),从 1 到 计数零n

关键的观察是,如果 N 以 9 结尾,例如:

123456789

您可以将 0 到 N 的数字分成 10 个大小相等的组。第 0 组是以 0 结尾的数字。第 1 组是以 1 结尾的数字。第 2 组是以 2 结尾的数字。依此类推,一直到第 9 组,即所有以 9 结尾的数字。

除了第 0 组之外,每个组都count(N/10)对总数贡献了零位,因为它们都没有以零结尾。第 0 组贡献count(N/10)(计算除最后一位以外的所有数字)加上N/10(从最后一位数中计算零)。

由于我们是从 1 到 N,而不是从 0 到 N,这个逻辑对于个位数的 N 是不成立的,所以我们只是将其作为一种特殊情况来处理。

[更新]

到底是什么,让我们概括并定义数字在从 1 到count(n, d)的数字中出现的次数。dn

/* Count how many d's occur in a single n */
unsigned
popcount(unsigned n, unsigned d) {
  int result = 0;
  while (n != 0) {
    result += ((n%10) == d);
    n /= 10;
  }
  return result;
}

/* Compute how many d's occur all numbers from 1 to n */
unsigned
count(unsigned n, unsigned d) {
  /* Special case single-digit n */
  if (n < 10) return (d > 0 && n >= d);

  /* If n does not end in 9, recurse until it does */
  if ((n % 10) != 9) return popcount(n, d) + count(n-1, d);

  return 10*count(n/10, d) + (n/10) + (d > 0);
}

该案例的丑陋n < 10再次来自范围是 1 到n而不是 0 到... 对于任何大于或等于 的n单个数字,计数为 1,除非为 0。ndd

将此解决方案转换为非递归循环是 (a) 微不足道的,(b) 不必要的,并且 (c) 留给读者作为练习。

[更新 2]

最后(d > 0)一项也来自 1 到n而不是 0 到的范围n。当n以 9 结尾时,从 1 到n包含 1 的数字有多少个有尾数d?好吧,当d为零时,答案是n/10;当d非零时,它比那多一,因为它包括值d本身。

例如,如果n是 19 并且d是 0,则只有一个较小的数字以 0 结尾(即 10)。但如果n是 19 和d2,则有两个以 2 结尾的较小数字(即 2 和 12)。

感谢@Chan 在评论中指出这个错误;我已经在代码中修复了它。

于 2012-08-09T21:39:34.893 回答
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Z(n) = #zero digits in numbers 0 <= k < n. 显然,Z(0) = 0

如果n = 10*k + r, 0 <= r <= 9,所有10*k数字10*j + s, 0 <= j < k, 0 <= s <= 9都在范围内,每个倒数第十个数字都是 0,所以是k零,并且每个前缀j(除了最后一个数字)出现十次,但我们不能数 0,所以前缀中的零个数是10*(Z(k)-1)

数字中零的r个数10*k, ..., 10*k + (r-1)r*number of zeros in k + (r > 0 ? 1 : 0)

所以我们有一个O(log n)计算算法Z(n)

unsigned long long Z(unsigned long long n)
{
    if (n == 0) {
        return 0;
    }
    if (n <= 10) {
        return 1;
    }
    unsigned long long k = n/10, r = n%10;
    unsigned long long zeros = k + 10*(Z(k)-1);
    if (r > 0) {
        zeros += r*zeroCount(k) + 1;
    }
    return zeros;
}

unsigned zeroCount(unsigned long long k)
{
    unsigned zeros = 0;
    while(k) {
        zeros += (k % 10) == 0;
        k /= 10;
    }
    return zeros;
}

要计算任意范围的数字,

unsigned long long zeros_in_range(unsigned long long low, unsigned long long high)
{
    return Z(high+1) - Z(low); // beware of overflow if high is ULLONG_MAX
}
于 2012-08-09T21:44:35.413 回答
1

我有一个非常简单的方法来计算 1 到 n 之间的 0。我希望这能解决您的问题并消除复杂性

function countZero(n) {
  var count = 0;
  while (n > 0) {
    count += Math.floor(n / 10);
    n = n / 10;
  }
  console.log(count);
}

countZero(99);
于 2021-10-12T11:11:56.157 回答
0
class FindZero{

    public int findZero(int lastNumber){

        int count=1,k;
        if(lastNumber<10)
            return 0;
        else if(lastNumber==10)
            return 1;
        else{

            for(int i=11;i<=lastNumber;i++){
                k=i;
                while(k>0){

                    if(k%10==0)
                        count++;
                        k=k/10;
                }
            }
            return count;
        }
    }
    public static void main(String args[]){
        FindZero obj = new FindZero();
        System.out.println(obj.findZero(1234));
    }
}
于 2014-04-29T07:14:15.377 回答
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我处理这个问题的方式:

数字可以在 1 到 N 的范围内:

所以,我把它分解成这样的范围:

Rangle      : #Digits   :   #Zeros
1   -   9   :   1       :   0
10  -   99  :   2       :   9 (number of all the possible digits when zero is at units place=> _0 ie, 1,2,3,4,5,6,7,8,9
100 -   199 :   3       :   20 => 10 (#digits when zero is at units place) + 10 (#digits when zero is at tens place)
200 -   276 :   3       :   18 => 8 (#digits when zero is at units place) + 10 (#digits when zero is at tens place)
300 -   308 :   3       :   10 => 1 (#digits when zero is at units place) + 9 (#digits when zero is at tens place)
1000-   1008:   4       :   19 => 1 + 9 + 9

现在对于任何给定的范围 1 - N,我希望能够将数字分解为这些范围并使用上述逻辑来计算零的数量。

测试运行:

对于给定的数字 N:

- compute number of digits: len
- if len = 1 : d1: return 0
- len = 2: d2_temp: count # of digits that can possibly occur when 0 is at unit's place 
            : for e.g. 76: so numbers can be between 10 - 76: (7 - 1) + 1 = 7
         : d2: sum(d2_temp, d1)
- len = 3: return d3 : sum(d3_temp, d2)
         : compute d3_temp: 
         : for e.g. n = 308 : get digit at 10^(len-1) : loopMax 3
         : d3_temp1: count number of zeros for this loop: 1 * 100 to (loopMax -1) * 100 : (loopMax-1) * 20
         : d3_temp2: for n count (#digits when zero is at units place) + (#digits when zero is at tens place)
         : d3_temp = d3_temp1 + d3_temp2

让我们尝试概括:

99 : sum( , )
    : d3_temp: 
    : loopMax: n = 99 : n/(10^1) : 9
    : d3_temp1: 8 : (9-1) * (10*(len-1)) : (loopMax - 1) * 10 * (len-1)
    : d3_temp2: 1 : for len, count #0s in range (loopMax * 10 * (len-1)) to n : count(90, 99)
    : d3_temp = 8 + 1
    : sum(9, 0)
    : 9

从这里开始我遇到了一些麻烦,但这会起作用。

于 2012-08-10T21:10:45.247 回答