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整数反转

整数反转

作者: Djbfifjd | 来源:发表于2020-10-21 17:13 被阅读0次

    一、问题

    将一个 32 位的有符号整数每位上的数字进行反转。
    示例 1:
    输入: 123
    输出: 321

    示例 2:
    输入: -123
    输出: -321

    示例 3:
    输入: 120
    输出: 21

    注意:
    假设环境只能存储得下 32 位的有符号整数,则其数值范围为 [−231, 231 − 1]。请根据这个假设,如果反转后整数溢出那么就返回 0。

    二、理解

    反转整数,用栈?或者把整数变成字符串,再去反转这个字符串?这两种方式是可以,但并不好。实际上只要能拿到这个整数的末尾数字就可以了。以12345为例,先拿到5,再拿到4,之后是3,2,1,按这样的顺序就可以反向拼接出一个数字了,也就能达到反转的效果。怎么拿末尾数字呢?取模运算。

    1、将12345 % 10 得到5,之后将12345 / 10
    2、将1234 % 10 得到4,再将1234 / 10
    3、将123 % 10 得到3,再将123 / 10
    4、将12 % 10 得到2,再将12 / 10
    5、将1 % 10 得到1,再将1 / 10

    这么看起来,一个循环就搞定了,循环的判断条件是x>0。但这样不对,因为忽略了负数,循环的判断条件应该是 while(x!=0),无论正数还是负数,按照上面不断的/10这样的操作,最后都会变成0,所以判断终止条件就是!=0。有了取模和除法操作,对于像12300这样的数字,也可以完美的解决掉了。

    看起来这道题就这么解决了,但请注意,题目上还有这么一句:假设环境只能存储得下 32 位的有符号整数,则其数值范围为 [−2^31, 2^31 − 1]。也就是说不能用 long 存储最终结果,而且有些数字可能是合法范围内的数字,但是反转过来就超过范围了。假设有1147483649这个数字,它是小于最大的32位整数2147483647的,但是将这个数字反转过来后就变成了9463847411,这就比最大的32位整数还要大了,这样的数字是没法存到 int 里面的,所以肯定要返回0(溢出了)。

    图中,绿色的是最大32位整数。第二排,橘色的是5,它是大于上面同位置的4,这就意味着5后跟任何数字,都会比最大32为整数都大。所以,到【最大数的1/10】时,就要开始判断了:
    ①如果某个数字大于 214748364 那后面就不用再判断了,肯定溢出了。
    ②如果某个数字等于 214748364 呢,这对应到图中第三、第四、第五排的数字,需要跟最大数的末尾数字比较,如果这个数字比7还大,说明溢出了。对于负数也是一样的:

    上图中绿色部分是最小的32位整数,同样是在【最小数的 1/10】时开始判断:
    ①如果某个数字小于 -214748364说明溢出了。
    ②如果某个数字等于 -214748364,还需要跟最小数的末尾比较,即看它是否小于8。

    三、解答

    测试主类:

    public static void main(String[] args) {
        int a= 123;
        int b =-123;
        int c = 120;
        Test test = new Test();
        System.out.println(test.reverse(a));
        System.out.println(test.reverse(b));
        System.out.println(test.reverse(c));
    }
    

    1️⃣弹出和推入数字 & 溢出前进行检查
    可以一次构建反转整数的一位数字。在这样做的时候,可以预先检查向原整数附加另一位数字是否会导致溢出。

    反转整数的方法可以与反转字符串进行类比。想重复“弹出” X 的最后一位数字,并将它“推入”到 rev 的后面。最后,rev 将与 X 相反。要在没有辅助堆栈 / 数组的帮助下 “弹出” 和 “推入” 数字,可以使用数学方法。

    //pop operation:
    pop = x % 10;
    x /= 10;
    
    //push operation:
    temp = rev * 10 + pop;
    rev = temp;
    
    class Solution {
      public int reverse(int x) {
          int rev = 0;
          while (x != 0) {
             //每次取末尾数字
              int pop = x % 10;
              x /= 10;
             //判断是否大于最大32位整数
              if (rev > Integer.MAX_VALUE/10 || 
                 (rev == Integer.MAX_VALUE/10 && pop > 7))
                 return 0;
             //判断是否小于最小32位整数
              if (rev < Integer.MIN_VALUE/10 || 
                 (rev == Integer.MIN_VALUE/10 && pop < -8)) 
                 return 0;
              rev = rev * 10 + pop;
          }
          return rev;
      }
    }
    

    7或8是因为最大值2的31次方是2147483648,最小值负2的31次方减一是-2147483647,这两个数值的个位数是7和8。

    ①时间复杂度:O(log(x)),xx 中大约有 log10X 位数字。
    ②空间复杂度:O(1)。

    2️⃣最简单
    public int reverse(int x) {
         int res = 0;
         while (x != 0) {
             if (res < -214748364 || res > 214748364) {
                 return 0;
             }
             res = res * 10 + res % 10;
             x = x / 10;
         }
         return res;
    }
    

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