N 的第 K 个因子 - O(sqrt n) 算法
时间:2025-01-09 11:42:09 358浏览 收藏
哈喽!今天心血来潮给大家带来了《N 的第 K 个因子 - O(sqrt n) 算法》,想必大家应该对文章都不陌生吧,那么阅读本文就都不会很困难,以下内容主要涉及到,若是你正在学习文章,千万别错过这篇文章~希望能帮助到你!
深入探讨O(√n)时间复杂度算法:LeetCode因子查找问题
本文深入探讨LeetCode一道求解正整数第k个因子的问题,并介绍一种O(√n)时间复杂度的解法,优化了传统的O(n)方法。
问题描述
给定两个正整数n和k,求n的升序排列因子列表中的第k个因子。若n少于k个因子,则返回-1。
传统O(n)解法
最直观的解法是遍历1到n,检查每个数是否为n的因子。代码如下:
def getkthfactorofn(n, k):
result = 0
for i in range(1, n + 1):
if n % i == 0:
result += 1
if result == k:
return i
return -1
该方法的时间复杂度为O(n),效率较低。
优化:利用因子对称性
n的因子具有对称性:如果i是n的因子,则n//i也是n的因子。 例如,81的因子为[1, 3, 9, 27, 81],可以看出3和27,9和9是成对出现的。 只有当n是完全平方数时,根号n才会单独出现。
利用此特性,我们只需遍历到√n即可找到所有因子。
O(√n)解法
改进后的代码如下:
import math
def getkthFactorOfN(n, k):
i = 1
factors_asc = []
factors_desc = []
while i * i <= n:
if n % i == 0:
factors_asc.append(i)
if i * i != n: #避免重复添加根号n
factors_desc.insert(0, n // i)
i += 1
factors = factors_asc + factors_desc
if k <= len(factors):
return factors[k - 1]
else:
return -1
代码首先初始化i=1
,并创建两个列表factors_asc
和factors_desc
分别存储升序和降序的因子。循环条件i * i <= n
保证了只遍历到√n。
在循环中,如果i
是因子,则将其添加到factors_asc
,并判断是否为完全平方数,如果不是,则将n // i
添加到factors_desc
的头部(保证降序)。
循环结束后,将两个列表合并,如果k小于等于因子总数,则返回第k个因子,否则返回-1。
时间复杂度分析
该方法的时间复杂度为O(√n),因为循环次数最多为√n。 这显著优于O(n)方法,尤其在n值很大的情况下。
进一步优化
为了进一步优化,可以避免使用len()
函数,预先计算因子数量,从而将时间复杂度降低为严格的O(√n)。
结论
本文介绍了利用因子对称性优化LeetCode因子查找问题的方法,将时间复杂度从O(n)降低到O(√n),有效提高了算法效率。 该方法充分体现了算法设计中优化技巧的重要性。
*数学函数图像*本篇关于《N 的第 K 个因子 - O(sqrt n) 算法》的介绍就到此结束啦,但是学无止境,想要了解学习更多关于文章的相关知识,请关注golang学习网公众号!
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