LeetCode100160. 价值和小于等于 K 的最大数字
给你一个整数 k 和一个整数 x 。
令 s 为整数 num 的下标从1 开始的二进制表示。我们说一个整数 num 的 价值 是满足 i % x == 0 且 s[i] 是 设置位 的 i 的数目。
请你返回 最大 整数 num ,满足从 1 到 num 的所有整数的 价值 和小于等于 k 。
注意:
一个整数二进制表示下 设置位 是值为 1 的数位。
一个整数的二进制表示下标从右到左编号,比方说如果 s == 11100 ,那么 s[4] == 1 且 s[2] == 0 。
示例 1:
输入:k = 9, x = 1
输出:6
解释:数字 1 ,2 ,3 ,4 ,5 和 6 二进制表示分别为 “1” ,“10” ,“11” ,“100” ,“101” 和 “110” 。
由于 x 等于 1 ,每个数字的价值分别为所有设置位的数目。
这些数字的所有设置位数目总数是 9 ,所以前 6 个数字的价值和为 9 。
所以答案为 6 。
示例 2:
输入:k = 7, x = 2
输出:9
解释:由于 x 等于 2 ,我们检查每个数字的偶数位。
2 和 3 在二进制表示下的第二个数位为设置位,所以它们的价值和为 2 。
6 和 7 在二进制表示下的第二个数位为设置位,所以它们的价值和为 2 。
8 和 9 在二进制表示下的第四个数位为设置位但第二个数位不是设置位,所以它们的价值和为 2 。
数字 1 ,4 和 5 在二进制下偶数位都不是设置位,所以它们的价值和为 0 。
10 在二进制表示下的第二个数位和第四个数位都是设置位,所以它的价值为 2 。
前 9 个数字的价值和为 6 。
前 10 个数字的价值和为 8,超过了 k = 7 ,所以答案为 9 。
提示:
1 <= k <= 1015
1 <= x <= 8
二分查找
随着num的增加,价值和单调增加。这是二分查找的基础。寻找最后一个符合条件的nums,用左闭右开空间。
如何求1到num第i位的价值和。 由于0不包括1,所以本问题等效与0到num的价值和。
i==0 | 0 1 … | 周期长度2 |
i==1 | 00 01 10 11… | 周期长度4 |
i==2 | 000 001 010 011 100 101 110 111… | 周期长度8 |
… |
周期长度 1<
[0,num]共num+1个数。
- 完整周期数:(num+1)/(1 << i ) 每个周期有半数1
- 不足一个周期的数有iCnt2= (num+1)%(1<
代码
核心代码
这周的LeetCode C++可能有问题,总溢出,所以加了不少判断。
class Solution { public: long long findMaximumNumber(long long k, int x) { long long left = 0, r = 5e17; while (r - left > 1) { const auto mid = left + (r - left) / 2; if (Cnt(mid, k,x) <= k) { left = mid; } else { r = mid; } } return left; } long long Cnt(long long mid,int k,int x ) { long long llCnt = 0; for (int ii = x; ii <= 60; ii += x) { const long long tmp = 1LL << ii;//周期 const long long cur1 = (mid + 1) / tmp * (tmp / 2); const long long cur2 = max(0LL, (mid + 1) % tmp - tmp / 2); if (LLONG_MAX - llCnt < cur1) { return k + 1; } llCnt += cur1; if (LLONG_MAX - llCnt < cur2) { return k + 1; } llCnt += cur2; } return llCnt; } };
测试用例
template<class T> void Assert(const T& t1, const T& t2) { assert(t1 == t2); } template<class T> void Assert(const vector<T>& v1, const vector<T>& v2) { if (v1.size() != v2.size()) { assert(false); return; } for (int i = 0; i < v1.size(); i++) { Assert(v1[i], v2[i]); } } int main() { long long k; int x; { Solution sln; k = 19, x = 6; auto res = sln.findMaximumNumber(k, x); Assert(50LL, res); } { Solution sln; k = 9, x = 1; auto res = sln.findMaximumNumber(k, x); Assert(6LL, res); } { Solution sln; k = 7, x = 2; auto res = sln.findMaximumNumber(k, x); Assert(9LL, res); } { Solution sln; k = 343883588590415, x = 1; auto res = sln.findMaximumNumber(k, x); //Assert(9LL, res); } }
扩展阅读
视频课程
有效学习:明确的目标 及时的反馈 拉伸区(难度合适),可以先学简单的课程,请移步CSDN学院,听白银讲师(也就是鄙人)的讲解。
https://edu.csdn.net/course/detail/38771
如何你想快
速形成战斗了,为老板分忧,请学习C#入职培训、C++入职培训等课程
https://edu.csdn.net/lecturer/6176
相关下载
想高屋建瓴的学习算法,请下载《喜缺全书算法册》doc版
https://download.csdn.net/download/he_zhidan/88348653
测试环境
操作系统:win7 开发环境: VS2019 C++17
或者 操作系统:win10 开发环境: VS2022 C++17
如无特殊说明,本算法用**C++**实现。