最近的回文数

时间:2013-09-24 17:45:48

标签: c++ algorithm palindrome

我遇到了一个常见的面试问题,那就是找到最接近的回文数。如果输入为127,则输出为131,如果为125,则输出为121。

我可以提出逻辑,但我的逻辑在某些情况下失败,例如91,911。在这些输入中,它给出99,919但正确的输出是88和909.

算法步骤是:

  • 将数字转换为字符串。
  • 以相反的顺序将上半部分复制到后半部分
  • 转换为数字并测量abs。差异与原始数字diff1
  • 添加1到半个字符串,现在以相反的顺序将前半部分复制到后半部分
  • 转换为数字并测量abs。差异与原始数字diff2
  • 如果diff1小于diff2则返回第一个数字,否则返回第二个数字

6 个答案:

答案 0 :(得分:11)

这实际上是一个有趣的问题。显然,你想要做的不仅仅是使用最有效的数字,而是将它们放在最不重要的数字位置以形成回文。 (我将把回文和原文之间的区别称为“距离”)

由此我会说我们可以忽略数字中最不重要的一半,因为它确实无关紧要(确定距离时很重要,但这就是全部)。

我将采用一个抽象数字:ABCDEF。其中A,B,C,D,E,F都是随机数。再次,正如我所说,D,E,F不需要确定回文,因为我们想要的是将数字的前半部分镜像到后半部分。显然,我们不希望以相反的方式做到这一点,或者我们将修改更多有效数字,从而导致与原始数字的距离更远。

所以回文将是ABCCBA,但是你已经说过,这并不总是你最短的距离。然而,“解决方案”仍然是XYZZYX形式,所以如果我们考虑最小化我们正在修改的数字的“重要性”,这意味着我们想要修改C(或最中间的数字)。

让我们退一步看看原因:ABCCBA

  • 起初可能很容易修改A,因为它处于最不重要的位置:最右边。但是为了修改最不重要的我们需要修改最重要的。所以A已经出局了。
  • B也是如此,因此C最终成为我们的首选数字。

好的,现在我们已经确定我们想要修改C以获得我们需要考虑边界的可能更接近的数字。 ABCDEF是我们的原始号码,如果ABCCBA不是最接近的回文,那么可能是什么?基于我们上面的小迂回,我们可以通过修改C来找到它。因此,有两种情况,ABCDEF大于ABCCBA或小于ABCCBA

如果ABCDEF大于ABCCBA,则允许将{1}添加到C。我们会说T = C+1所以我们现在有一个数字ABTTBA。所以我们会测试以确保ABCDEF - ABCCBA > ABCDEF - ABTTBA 如果是这样,我们知道ABTTBA是最近的回文。随着对C的任何更多修改只会让我们越来越远。

或者,如果ABCDEF小于ABCCBA,我们将从C中减去1。我们说V = C-1。所以我们有ABVVBA,就像上面我们要测试的那样:ABCDEF - ABCCBA > ABCDEF - ABVVBA你会得到相同的解决方案。

诀窍是ABCDEF总是在ABTTBAABVVBA之间,而这些数字之间唯一的其他回文是ABCCBA。因此,您只有3个解决方案选项。如果您将ABCDEFABCCBA进行比较,则只需检查2。

我不认为你很难将它改编成任何大小的数字。如果是奇数个数字,您只需ABCBAABVBAABTBA等等......

就像你的例子一样:让我们拿911。

  1. 忽略最后一个我们只采取上半场(围绕)。所以91X。
  2. 将X替换为9.我们有919.这是中点。
  3. 我们知道我们原来的911小于919所以从我们的中间数减去1,所以得到第二个(下界)909。
  4. 比较911 - 919911 - 909
  5. 返回差异最小的那个。
  6. 所以这给了我们一个恒定的时间算法:) 正如评论中指出的那样,在最坏的情况下(oops),这不是恒定时间,但肯定比蛮力方法更好。

    这似乎就是你所拥有的,但我想我会详细说明这个问题,因为这似乎是你的一个小编程错误。

答案 1 :(得分:4)

这是Naveen和Don的算法的实现。它使用Happy Yellow Face的算法作为测试oracle。

我很乐意看到人们调整它以删除多余的步骤或特殊情况。

gcc 4.7.3:g ++ -Wall -Wextra -std = c ++ 0x nearest-palindrome.cpp

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <sstream>
#include <string>
#include <vector>

// I do not have std::to_string.
template <class T>
std::string to_string(const T& v) {
  std::stringstream ss;
  ss << v;
  return ss.str(); }

// Nor do I have std::stoi. :(
int stoi(const std::string& s) {
  std::stringstream ss(s);
  int v;
  ss >> v;
  return v; }

bool isPalindrome(int n) {
  const auto s = to_string(n);
  return s == std::string(s.rbegin(), s.rend()); }

int specNearestPalindrome(int n) {
  assert(0 <= n);

  int less = n, more = n;
  while (true) {
    if (isPalindrome(less)) { return less; }
    if (isPalindrome(more)) { return more; }
    --less; ++more; } }

std::string reflect(std::string& str, int n) {
  std::string s(str);
  s.resize(s.size() + n);
  std::reverse_copy(std::begin(str),
      std::next(std::begin(str), n),
      std::next(std::begin(s), str.size()));
  return s; }

bool isPow10(int n) {
  return n < 10 ? n == 1 : (n % 10 == 0) && isPow10(n / 10); }

int nearestPalindrome(int n) {
  assert(0 <= n);
  if (n != 1 && isPow10(n)) { return n - 1; }  // special case

  auto nstr = to_string(n);
  // first half, rounding up
  auto f1 = nstr.substr(0, (nstr.size() + 1) / 2);
  auto p1 = stoi(reflect(f1, nstr.size() / 2));

  const auto twiddle = p1 <= n ? 1 : -1;
  auto f2 = to_string((stoi(f1) + twiddle));
  auto p2 = stoi(reflect(f2, nstr.size() / 2));

  if (p2 < p1) { std::swap(p1, p2); }
  return n - p1 <= p2 - n ? p1 : p2; }

int main() {
  std::vector<int> tests = { 0, 1, 6, 9, 10, 11, 12, 71, 74, 79, 99, 100, 999, 1000, 9900, 9999, 999000 };

  for (const auto& t : tests) {
    std::cout <<
      (nearestPalindrome(t) == specNearestPalindrome(t) ? "." : "X");
  }
  std::cout << std::endl;

  return 0; }

答案 2 :(得分:3)

这是一个可以使用 1 的通用算法,尽管使用暴力:

int findNearestPalindrome(int n) {
    int less = n;
    int more = n;
    while(true) {
        if (isPalindrome(less)) return less;
        if (isPalindrome(more)) return more;
        --less;
        ++more;
   }
}

isPalindrome()函数中,您需要做的就是将数字转换为字符串,然后compare the string with itself reversed

1 然而,这不会检查领带案例,如Ted Hopp评论。您必须进行一些更改才能使其可以识别。

答案 3 :(得分:1)

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <functional>
#include <limits>
#include <sstream>

// for convience
using namespace std; 
using ULL = unsigned long long int;

// calculate the number of digits
auto Len = [](auto num) -> ULL {
return floor(log10(num)) + 1; };

// extract left half of number
auto Halfn = [](auto num, auto olen) {
for (unsigned i = 0; i < olen / 2; num /= 10, ++i);
 return num; 
};

int main() {   
ULL num;   cin >> num;
// some basic checking   
if (num < 10)   {
cerr << "Error, enter a number >= 10";
return 0;   
}

if (numeric_limits<ULL>::max() <  num) {
cerr << "Error, number too large\n";
return 0;   
}
cout << ([](auto num) {   
auto olen = Len(num);   
auto lhalf = Halfn(num, olen);   

function<ULL(ULL)> palin = [olen]  (auto lhalf) { 
auto half = to_string(lhalf);
// this is the mirror string that needs to be  
// appended to left half to form the final 
// palindrome 
auto tmp = half.substr(0, olen / 2);

// take care of a corner case which 
// happens when the number of digits in 
// the left half of number decrease, while
// trying to find a lower palindrome 
// e.g.  num = 100000
// left half = 100  , the value passed to the  
// function palin, is 99. if all digits  are 9 
// then we need to adjust the   count of 9, 
// otherwise if i simply replicate it, i'll get 
// 9999 but one more 9 is required for the   
// correct output.

if (olen / 2 > tmp.size() &&
all_of(tmp.begin(), tmp.end(),
[](auto c) { return '9' == c; }))  {
tmp += '9';  
}

// append, convert and return   
half = half + string(tmp.crbegin(),                              
                   tmp.crend());
return stoull(half);  
};

auto bpalin = palin(lhalf);   
auto hpalin = palin(lhalf + 1);   
auto lpalin = palin(lhalf - 1);

stringstream ss;
ss << "base palindrome = " << bpalin <<'\n'; 
ss << "higher palindrome = "<<hpalin <<'\n';
ss << "lower palindrome = " << lpalin  <<'\n';

// calculating absolute difference for 
// finding the nearest palindrome

auto diffb = labs(bpalin - num);   
auto diffh = labs(hpalin - num); 
auto diffl = labs(lpalin - num);

auto nearest = (diffb < diffh) ? 
(diffb < diffl) ? bpalin : lpalin : 
(diffh < diffl) ? hpalin : lpalin;

ss << "nearest palindrome = "
     << nearest << endl;
    return move(ss.str());
 }(num)); 
} // end main

答案 4 :(得分:0)

class Solution {
    public String nearestPalindromic(String n) {
         int order = (int) Math.pow(10, n.length()/2);
    Long ans = Long.valueOf(new String(n));
    Long noChange = mirror(ans);
    Long larger = mirror((ans/order)*order + order+1);
    Long smaller = mirror((ans/order)*order - 1 );
    if ( noChange > ans) {
        larger = (long) Math.min(noChange, larger);
    } else if ( noChange < ans) {
        smaller = (long) Math.max(noChange, smaller); 
    }       
    return String.valueOf( ans - smaller <= larger - ans ? smaller :larger) ;
}
Long mirror(Long ans) {
    char[] a = String.valueOf(ans).toCharArray();
    int i = 0;
    int j = a.length-1;
    while (i < j) {
        a[j--] = a[i++];
    }
    return Long.valueOf(new String(a));
} 


}

答案 5 :(得分:0)

JavaScript解决方案:

const findNearestPalindrome = n => {
  if (!n) return 0;
  let lowestPalindorm = lowestPalindromeHelper(n);
  let largestPalindrome = largestPalindromeHelper(n);

  let closestPalindrome = 0;

  closestPalindrome =
    Math.floor(n - lowestPalindorm) > Math.floor(largestPalindrome - n)
      ? largestPalindrome
      : lowestPalindorm;

  console.log(closestPalindrome);
};

//lowestPalindrome check
const lowestPalindromeHelper = num => {
  for (let i = num - 1; i >= 0; i--) {
    if (isPalindrome(i.toString())) {
      return i;
    }
  }
};

//largest Palindrome Check
const largestPalindromeHelper = num => {
  for (let i = num + 1; i <= Number.MAX_SAFE_INTEGER; i++) {
    if (isPalindrome(i.toString())) {
      return i;
    }
  }
};

const isPalindrome = n => {
  return (
    n ===
    n
      .split('')
      .reverse()
      .join('')
  );
};

findNearestPalindrome(1234);