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1006. 笨阶乘 Medium

通常,正整数 n 的阶乘是所有小于或等于 n 的正整数的乘积。例如,factorial(10) = 10 * 9 * 8 * 7 * 6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1

相反,我们设计了一个笨阶乘 clumsy:在整数的递减序列中,我们以一个固定顺序的操作符序列来依次替换原有的乘法操作符:乘法(*),除法(/),加法(+)和减法(-)。

例如,clumsy(10) = 10 * 9 / 8 + 7 - 6 * 5 / 4 + 3 - 2 * 1。然而,这些运算仍然使用通常的算术运算顺序:我们在任何加、减步骤之前执行所有的乘法和除法步骤,并且按从左到右处理乘法和除法步骤。

另外,我们使用的除法是地板除法(floor division),所以 10 * 9 / 8 等于 11。这保证结果是一个整数。

实现上面定义的笨函数:给定一个整数 N,它返回 N 的笨阶乘。

示例 1:
输入:4
输出:7
解释:7 = 4 * 3 / 2 + 1

示例 2:
输入:10
输出:12
解释:12 = 10 * 9 / 8 + 7 - 6 * 5 / 4 + 3 - 2 * 1

解题思路

输入:一个正整数 n输出:返回 n 的笨阶乘(Clumsy Factorial)值

本题属于 表达式解析 + 栈 的经典应用。

笨阶乘的运算顺序遵循固定的四步循环:* → / → + → -,每四个数字为一组依次进行计算。

我们可以使用一个 stack 来模拟整个计算过程:

  • 对于 */ 运算:取出栈顶元素与当前数字运算,并将结果重新压入栈中;
  • 对于 + 运算:直接将当前数字压入栈;
  • 对于 - 运算:将当前数字的相反数压入栈,相当于执行减法。

最后,将栈中所有元素求和,即为最终结果。

代码实现

python
class Solution:
    def clumsy(self, n: int) -> int:
        stack = [n]  # 用栈保存结果,初始压入第一个数
        n -= 1
        index = 0  # 用来表示当前运算是第几个:0乘,1除,2加,3减,循环

        while n > 0:
            if index % 4 == 0:
                # 乘法
                stack[-1] *= n
            elif index % 4 == 1:
                # 除法(Python默认是浮点除,这里要转整数除法)
                stack[-1] = int(stack[-1] / n)
            elif index % 4 == 2:
                # 加法,直接压入
                stack.append(n)
            else:
                # 减法,压入负数
                stack.append(-n)
            n -= 1
            index += 1

        return sum(stack)
javascript
/**
 * @param {number} n
 * @return {number}
 */
const clumsy = function(n) {
    const stack = [n];
    n -= 1;
    let index = 0;

    while (n) {
        if (index % 4 == 0) {
            const top = stack.pop();
            stack.push(top * n);
        } else if (index % 4 == 1) {
            const top = stack.pop();
            stack.push(parseInt(top / n));
        } else if (index % 4 == 2) {
            stack.push(n);
        } else {
            stack.push(-n);
        }

        n --;
        index ++;
    }

    return stack.reduce((acc, curr) => acc + curr, 0);
};

复杂度分析

时间复杂度:O(n)

空间复杂度:O(n)

链接

1006 国际版

1006 中文版