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【刷穿 LeetCode】441. 排列硬币 :「数学」&「二分」


题目描述

这是 LeetCode 上的 ​​441. 排列硬币​​ ,难度为 简单

Tag : 「数学」、「二分」

你总共有 ​​n​​ 枚硬币,并计划将它们按阶梯状排列。

对于一个由 ​​k​​​ 行组成的阶梯,其第 ​​i​​ 行必须正好有 i 枚硬币。阶梯的最后一行可能是不完整的。

给你一个数字 ​​n​​ ,计算并返回可形成完整阶梯行的总行数。

示例 1: 【刷穿 LeetCode】441. 排列硬币 :「数学」&「二分」_后端

输入:n = 5

输出:2

解释:因为第三行不完整,所以返回 2 。

示例 2: 【刷穿 LeetCode】441. 排列硬币 :「数学」&「二分」_LeetCode_02

输入:n = 8

输出:3

解释:因为第四行不完整,所以返回 3 。

提示:

数学

假设 个硬币最多凑出 行,根据等差数列求和公式 (首项和公差均为 ),可得 和 的关系:

问题为求满足上式前提下, 的最大值为多少。

根据 ​​求解一元二次方程​​ 求根公式,可得:

代码:

class Solution {
public int arrangeCoins(int n) {
return (int)((Math.sqrt(1 + 8.0 * n) - 1) / 2);
}
}
  • 时间复杂度:
  • 空间复杂度:

二分

对于解方程不熟悉的同学,也可以使用「二分」来做。

对于 个硬币而言,最多凑成的行数不会超过 行,当且仅当 的时候可以取到。

假设最大能够凑成的行数为 ,那么以 为分割点的数轴上具有二段性,使用 个硬币如果能够凑成 行,那么必然也能够凑成少于等于 行的阶梯硬币,必然不能凑成大于 行的阶梯硬币。

对于 行阶梯硬币所需要的硬币数量,还是可以利用等差数列求和公式直接算出。

代码:

class Solution {
public int arrangeCoins(int n) {
long l = 1, r = n;
while (l < r) {
long mid = l + r + 1 >> 1;
if (mid * (mid + 1) / 2 <= n) l = mid;
else r = mid - 1;
}
return (int)r;
}
}
  • 时间复杂度:
  • 空间复杂度:

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 ​​No.441​​ 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先把所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码,我建立了相关的仓库:​​github.com/SharingSour…​​ 。

在仓库地址里,你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和其他优选题解。

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