剑指offer 49. 丑数

题目描述

我们把只包含因子 2、3 和 5 的数称作丑数（Ugly Number）。求按从小到大的顺序的第 n 个丑数。

示例:

输入: n = 10
输出: 12
解释: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12 是前 10 个丑数。

说明:

1. 1  是丑数。
2. n  不超过 1690。

解法

动态规划法。

定义数组 dp，dp[i - 1] 表示第 i 个丑数，那么第 n 个丑数就是 dp[n - 1]。最小的丑数是 1，所以 dp[0] = 1。

定义 3 个指针 p2，p3，p5，表示下一个丑数是当前指针指向的丑数乘以对应的质因数。初始时，三个指针的值都指向 0。

当 i∈[1,n)，dp[i] = min(dp[p2] * 2, dp[p3] * 3, dp[p5] * 5)，然后分别比较 dp[i] 与 dp[p2] * 2、dp[p3] * 3、dp[p5] * 5 是否相等，若是，则对应的指针加 1。

最后返回 dp[n - 1] 即可。

Python3

class Solution:
    def nthUglyNumber(self, n: int) -> int:
        dp = [1] * n
        p2 = p3 = p5 = 0
        for i in range(1, n):
            next2, next3, next5 = dp[p2] * 2, dp[p3] * 3, dp[p5] * 5
            dp[i] = min(next2, next3, next5)
            if dp[i] == next2:
                p2 += 1
            if dp[i] == next3:
                p3 += 1
            if dp[i] == next5:
                p5 += 1
        return dp[n - 1]

Java

class Solution {
    public int nthUglyNumber(int n) {
        int[] dp = new int[n];
        dp[0] = 1;
        int p2 = 0, p3 = 0, p5 = 0;
        for (int i = 1; i < n; ++i) {
            int next2 = dp[p2] * 2, next3 = dp[p3] * 3, next5 = dp[p5] * 5;
            dp[i] = Math.min(next2, Math.min(next3, next5));
            if (dp[i] == next2) ++p2;
            if (dp[i] == next3) ++p3;
            if (dp[i] == next5) ++p5;
        }
        return dp[n - 1];
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int nthUglyNumber(int n) {
        vector<int> dp(n);
        dp[0] = 1;
        int p2 = 0, p3 = 0, p5 = 0;
        for (int i = 1; i < n; ++i) {
            int next2 = dp[p2] * 2, next3 = dp[p3] * 3, next5 = dp[p5] * 5;
            dp[i] = min(next2, min(next3, next5));
            if (dp[i] == next2) ++p2;
            if (dp[i] == next3) ++p3;
            if (dp[i] == next5) ++p5;
        }
        return dp[n - 1];
    }
};

JavaScript

/**
 * @param {number} n
 * @return {number}
 */
var nthUglyNumber = function (n) {
  let dp = [1];
  let p2 = 0,
    p3 = 0,
    p5 = 0;
  for (let i = 1; i < n; ++i) {
    const next2 = dp[p2] * 2,
      next3 = dp[p3] * 3,
      next5 = dp[p5] * 5;
    dp[i] = Math.min(next2, Math.min(next3, next5));
    if (dp[i] == next2) ++p2;
    if (dp[i] == next3) ++p3;
    if (dp[i] == next5) ++p5;
    dp.push(dp[i]);
  }
  return dp[n - 1];
};