【LeetCode】264.丑数 II

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题目

给你一个整数 n ,请你找出并返回第 n丑数

丑数 就是只包含质因数 23 和/或 5 的正整数。

示例 1

输入:n = 10
输出:12
解释:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12] 是由前 10 个丑数组成的序列。

示例 2

输入:n = 1
输出:1
解释:1 通常被视为丑数。

提示

  • 1 <= n <= 1690

题解

思路

今天的题目让我们生成第 n 个丑数。做这样的题目,如果是逐个判断自然数是否为丑数,一定是会超时的。常见的办法是用生成的办法。

要生成第 n 个丑数,我们必须从第一个丑数 1 开始,向后逐渐的寻找。丑数只包含 2, 3,5 三个因子,所以生成方式就是在已经生成的丑数集合中乘以 [2, 3, 5] 而得到新的丑数。

现在的问题是在已经生成的丑数集合中,用哪个数字乘以 2? 用哪个数字乘以 3?用哪个数字乘以 5?

很显然的一个结论:用还没乘过 2 的最小丑数乘以 2;用还没乘过 3 的最小丑数乘以 3;用还没乘过 5 的最小丑数乘以 5。然后在得到的数字中取最小,就是新的丑数。

实现的方法是用动态规划:

我们需要定义 3 个指针 index2, index3, index5 分别表示丑数集合中还没乘过 2,3,5 的丑数位置。 然后每次新的丑数 dp[i] = min(dp[index2] * 2, dp[index3] * 3, dp[index5] * 5) 。 然后根据 dp[i] 是由 index2, index3, index5 中的哪个相乘得到的,对应的把此 index + 1,表示还没乘过该 index 的最小丑数变大了。

代码

class Solution(object):
    def nthUglyNumber(self, n):
        if n < 0:
            return 0
        dp = [1] * n
        index2, index3, index5 = 0, 0, 0
        for i in range(1, n):
            dp[i] = min(2 * dp[index2], 3 * dp[index3], 5 * dp[index5])
            if dp[i] == 2 * dp[index2]: index2 += 1
            if dp[i] == 3 * dp[index3]: index3 += 1
            if dp[i] == 5 * dp[index5]: index5 += 1
        return dp[n - 1]

结语

业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。