计算数字k在0到n中的出现的次数,k可能是0~9的一个值

转自http://blog.csdn.net/kkdd2013/article/details/51882774 并处理了出现0的情况

题目描述:
计算数字k在0到n中的出现的次数,k可能是0~9的一个值
例如n=12,在 [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]中,我们发现1出现了5次 (1, 10, 11, 12)
思路一:我们可以用最简单的办法先尝试一下,遍历1到n中间的每个整数,对每个整数从低位到高位依次检查,如果有k出现则计数器自加。
思路一最大的问题就是效率,当n非常大时,就需要很长的运行时间。想要提高效率,就要避开暴力法,从数字中找出规律。
思路二:来自《编程之美》
假设有一个5位数N=ABCDE,我们现在来考虑百位上出现2的次数,即:从0到ABCDE的数中,有多少个数的百位上是2。分析完它,就可以用同样的方法去计算个位,十位,千位,万位等各个位上出现2的次数。
第一种情况:当百位上的数C小于2时:
1)当百位c为0时,比如说12013,0到12013中哪些数的百位会出现2?我们从小的数起, 200~299, 1200~1299, 2200~2299, … , 11200~11299, 也就是固定低3位为200299,然后高位依次从0到11,共12个。再往下1220012299 已经大于12013,因此不再往下。所以,当百位为0时,百位出现2的次数只由更高位决定,等于更高位数字(12)x当前位数(100)=1200个。
2)当百位C为1时,比如说12113。分析同上,并且和上面的情况一模一样。最大也只能到11200~11299,所以百位出现2的次数也是1200个。
上面两步综合起来,可以得到以下结论:
—>当某一位的数字小于2时,那么该位出现2的次数为:更高位数字x当前位数
第二种情况:当百位上的数C等于2时:
当百位C为2时,比如说12213。那么,我们还是有200~299, 1200~1299, 2200~2299, … , 1120011299这1200个数,他们的百位为2。但同时,还有一部分1220012213,共14个(低位数字+1)。所以,当百位数字为2时,百位出现2的次数既受高位影响也受低位影响,结论如下:
—>当某一位的数字等于2时,那么该位出现2的次数为:更高位数字x当前位数+低位数字+1
第三种情况:当百位上的数C大于2时:
当百位C大于2时,比如说12313,那么固定低3位为200299,高位依次可以从0到12,这一次就把1220012299也包含了,同时也没低位什么事情。因此出现2的次数是: (更高位数字+1)x当前位数。结论如下:
—>当某一位的数字大于2时,那么该位出现2的次数为:(更高位数字+1)x当前位数
通过上述分析,我们可以得到以下规律:

  • 当某一位的数字小于i时,那么该位出现i的次数为:更高位数字x当前位数
  • 当某一位的数字等于i时,那么该位出现i的次数为:更高位数字x当前位数+低位数字+1
  • 当某一位的数字大于i时,那么该位出现i的次数为:(更高位数字+1)x当前位数
public static int digitCounts(int k, int n) {
    int result = 0;
    int base = 1; //位, 个位/十位/百位
    if (k == 0 && n == 0) {
        return 1;
    }

    while (n / base > 0) {
        int cur = (n / base) % 10;
        int low = n - (n/base) * base;
        int hight = n / (base * 10);

        if (k == 0 && cur > k){
            if (hight != 0) {
                result += hight + 1;
            } else {
                result += hight;
            }
        } else if (cur == k){
            result += hight * base + low + 1;
        } else if (cur < k ){
            result += hight * base;
        } else {
            result += (hight + 1) * base;
        }

        base *= 10;

    }


    return result;
}
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