LeetCode #1175 Prime Arrangements 质数排列

1175 Prime Arrangements 质数排列

Description:
Return the number of permutations of 1 to n so that prime numbers are at prime indices (1-indexed.)

(Recall that an integer is prime if and only if it is greater than 1, and cannot be written as a product of two positive integers both smaller than it.)

Since the answer may be large, return the answer modulo 10^9 + 7.

Example:

Example 1:

Input: n = 5
Output: 12
Explanation: For example [1,2,5,4,3] is a valid permutation, but [5,2,3,4,1] is not because the prime number 5 is at index 1.

Example 2:

Input: n = 100
Output: 682289015

Constraints:

1 <= n <= 100

题目描述:
请你帮忙给从 1 到 n 的数设计排列方案,使得所有的「质数」都应该被放在「质数索引」(索引从 1 开始)上;你需要返回可能的方案总数。

让我们一起来回顾一下「质数」:质数一定是大于 1 的,并且不能用两个小于它的正整数的乘积来表示。

由于答案可能会很大,所以请你返回答案 模 mod 10^9 + 7 之后的结果即可。

示例 :

示例 1:

输入:n = 5
输出:12
解释:举个例子,[1,2,5,4,3] 是一个有效的排列,但 [5,2,3,4,1] 不是,因为在第二种情况里质数 5 被错误地放在索引为 1 的位置上。

示例 2:

输入:n = 100
输出:682289015

提示:

1 <= n <= 100

思路:

题意是要把质数放在质数位置(下标)上, 非质数放在非质数位置上

  1. 打表法, 因为 n <= 100, 直接计算出来查表
    时间复杂度O(1), 空间复杂度O(1)
  2. 参考LeetCode #204 Count Primes 计数质数, 先计算出来小于 n + 1的质数的个数, 分别求质数的个数的全排列数和其他的个数的全排列数的乘积, 记得要取模
    时间复杂度O(n ^ 1.5), 空间复杂度O(1)

代码:
C++:

class Solution 
{
public:
    int numPrimeArrangements(int n) 
    {
        int prime_count = countPrimes(n + 1);
        return (int)(fac(prime_count) * fac(n - prime_count) % 1000000007);
    }
private:
    int countPrimes(int n) 
    {
        if (n < 3) return 0;
        int result = 0;
        vector<int> prime(n);
        for (int i = 2; i < n; i++) 
        {
            if (prime[i]) continue;
            else 
            {
                ++result;
                for (int j = i; j < n; j += i) prime[j] = 1;
            }
        }
        return result;
    }
    
    long fac(int n)
    {
        long result = 1;
        for (int i = 1; i <= n; ++i) result = (result * i) % 1000000007;
        return result;
    }
};

Java:

class Solution {
    public int numPrimeArrangements(int n) {
        int prime_count = countPrimes(n + 1);
        return (int)(fac(prime_count) * fac(n - prime_count) % 1000000007);
    }
    
    private int countPrimes(int n) {
        if (n < 3) return 0;
        int result = 0, prime[] = new int[n];
        for (int i = 2; i < n; i++) 
        {
            if (prime[i] == 1) continue;
            else 
            {
                ++result;
                for (int j = i; j < n; j += i) prime[j] = 1;
            }
        }
        return result;
    }
    
    private long fac(int n) {
        long result = 1;
        for (int i = 1; i <= n; ++i) result = (result * i) % 1000000007;
        return result;
    }
}

Python:

class Solution:
    def numPrimeArrangements(self, n: int) -> int:
        return [1, 1, 1, 2, 4, 12, 36, 144, 576, 2880, 17280, 86400, 604800, 3628800, 29030400, 261273600, 612735986, 289151874, 180670593, 445364737, 344376809, 476898489, 676578804, 89209194, 338137903, 410206413, 973508979, 523161503, 940068494, 400684877, 13697484, 150672324, 164118783, 610613205, 44103617, 58486801, 462170018, 546040181, 197044608, 320204381, 965722612, 554393872, 77422176, 83910457, 517313696, 36724464, 175182841, 627742601, 715505693, 327193394, 451768713, 263673556, 755921509, 94744060, 600274259, 410695940, 427837488, 541336889, 736149184, 514536044, 125049738, 250895270, 39391803, 772631128, 541031643, 428487046, 567378068, 780183222, 228977612, 448880523, 892906519, 858130261, 622773264, 78238453, 146637981, 918450925, 514800525, 828829204, 243264299, 351814543, 405243354, 909357725, 561463122, 913651722, 732754657, 430788419, 139670208, 938893256, 28061213, 673469112, 448961084, 80392418, 466684389, 201222617, 85583092, 76399490, 500763245, 519081041, 892915734, 75763854, 682289015][n]
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 214,233评论 6 495
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,357评论 3 389
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,831评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,313评论 1 288
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,417评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,470评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,482评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,265评论 0 269
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,708评论 1 307
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,997评论 2 328
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,176评论 1 342
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,827评论 4 337
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,503评论 3 322
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,150评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,391评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,034评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,063评论 2 352