Python每日一练(20230228)

news2024/11/14 6:25:41

目录

1. 螺旋矩阵 II  ★★

2. 排列序列  ★★★

3. 数字 1 的个数  ★★★


1. 螺旋矩阵 II

给你一个正整数 n ,生成一个包含 1 到 n2 所有元素,且元素按顺时针顺序螺旋排列的 n x n 正方形矩阵 matrix 。

示例 1:

输入:n = 3
输出:[[1,2,3],[8,9,4],[7,6,5]]

示例 2:

输入:n = 1
输出:[[1]]

提示:

  • 1 <= n <= 20

代码:

class Solution(object):
    def generateMatrix(self, n):
        """
        :type n: int
        :rtype: List[List[int]]
        """
        res = [[0] * n for _ in range(n)]
        pos = [0, 0]
        move = (0, 1)
        for index in range(1, n * n + 1):
            res[pos[0]][pos[1]] = index
            if res[(pos[0] + move[0]) % n][(pos[1] + move[1]) % n] > 0:
                move = (move[1], -1 * move[0])
            pos[0] = pos[0] + move[0]
            pos[1] = pos[1] + move[1]
        return res

if __name__ == '__main__':
    s = Solution()

    print (s.generateMatrix(3))
    print (s.generateMatrix(1))

输出:

[[1, 2, 3], [8, 9, 4], [7, 6, 5]]
[[1]]

2. 排列序列

给出集合 [1,2,3,...,n],其所有元素共有 n! 种排列。

按大小顺序列出所有排列情况,并一一标记,当 n = 3 时, 所有排列如下:

  1. "123"
  2. "132"
  3. "213"
  4. "231"
  5. "312"
  6. "321"

给定 n 和 k,返回第 k 个排列。

示例 1:

输入:n = 3, k = 3
输出:"213"

示例 2:

输入:n = 4, k = 9
输出:"2314"

示例 3:

输入:n = 3, k = 1
输出:"123"

提示:

  • 1 <= n <= 9
  • 1 <= k <= n!

代码: 

class Solution(object):
    def getPermutation(self, n, k):
        """
		:type n: int
		:type k: int
		:rtype: str
		"""
        import math
        res = [""]

        def generate(s, k):
            n = len(s)
            if n <= 2:
                if k == 2:
                    res[0] += s[::-1]
                else:
                    res[0] += s
                return
            step = math.factorial(n - 1)
            yu = k % step
            if yu == 0:
                yu = step
                c = k // step - 1
            else:
                c = k // step
            res[0] += s[c]
            generate(s[:c] + s[c+1:], yu)
            return

        s = ""
        for i in range(1, n + 1):
            s += str(i)
        generate(s, k)
        return res[0]


if __name__ == '__main__':
    s = Solution()
    print(s.getPermutation(3, 3))
    print(s.getPermutation(4, 9))
    print(s.getPermutation(3, 1))

输出:

213
2314
123

3. 数字 1 的个数

给定一个整数 n,计算所有小于等于 n 的非负整数中数字 1 出现的个数。

示例 1:

输入:n = 13
输出:6

示例 2:

输入:n = 0
输出:0

提示:

  • 0 <= n <= 10^9

代码:

class Solution:
    def countDigitOne(self, n: int) -> int:
        res, i = 0, 1
        while i <= n:
            res += n // (i * 10) * i
            x = (n // i) % 10
            res += i if x > 1 else (n % i + 1) * x
            i *= 10
        return res

if __name__ == '__main__':
    s = Solution()
    print(s.countDigitOne(13))
    print(s.countDigitOne(0))

输出:

6
0


附录

排列与组合

是组合学最基本的概念。所谓排列,就是指从给定个数的元素中取出指定个数的元素进行排序。组合则是指从给定个数的元素中仅仅取出指定个数的元素,不考虑排序。

基本原理

⑴加法原理和分类计数法

⒈加法原理:做一件事,完成它可以有n类办法,在第一类办法中有m1种不同的方法,在第二类办法中有m2种不同的方法,……,在第n类办法中有mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+m3+…+mn种不同方法。

⒉第一类办法的方法属于集合A1,第二类办法的方法属于集合A2,……,第n类办法的方法属于集合An,那么完成这件事的方法属于集合A1UA2U…UAn。

⒊分类的要求 :每一类中的每一种方法都可以独立地完成此任务;两类不同办法中的具体方法,互不相同(即分类不重);完成此任务的任何一种方法,都属于某一类(即分类不漏)。

⑵乘法原理和分步计数法

⒈ 乘法原理:
做一件事,完成它需要分成n个步骤,做第一步有m1种不同的方法,做第二步有m2种不同的方法,……,做第n步有mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1×m2×m3×…×mn种不同的方法。

⒉合理分步的要求
任何一步的一种方法都不能完成此任务,必须且只须连续完成这n步才能完成此任务;各步计数相互独立;只要有一步中所采取的方法不同,则对应的完成此事的方法也不同。

3.与后来的离散型随机变量也有密切相关。

著名问题

计算一些物品在特定条件下分组的方法数目。这些是关于排列、组合和整数分拆的。

地图着色问题

对世界地图着色,每一个国家使用一种颜色。如果要求相邻国家的颜色相异,是否总共只需四种颜色?这是图论的问题。

船夫过河问题

船夫要把一匹狼、一只羊和一棵白菜运过河。只要船夫不在场,羊就会吃白菜、狼就会吃羊。船夫的船每次只能运送一种东西。怎样把所有东西都运过河?这是线性规划的问题。

中国邮差问题

由中国组合数学家管梅谷教授提出。邮递员要穿过城市的每一条路至少一次,怎样行走走过的路程最短?这不是一个NP完全问题,存在多项式复杂度算法:先求出度为奇数的点,用匹配算法算出这些点间的连接方式,然后再用欧拉路径算法求解。这也是图论的问题。

任务分配问题

有一些员工要完成一些任务。各个员工完成不同任务所花费的时间都不同。每个员工只分配一项任务。每项任务只被分配给一个员工。怎样分配员工与任务以使所花费的时间最少?这是线性规划的问题。

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