整数反转
一、问题
将一个 32 位的有符号整数每位上的数字进行反转。
示例 1:
输入: 123
输出: 321
示例 2:
输入: -123
输出: -321
示例 3:
输入: 120
输出: 21
注意:
假设环境只能存储得下 32 位的有符号整数,则其数值范围为 [−231, 231 − 1]。请根据这个假设,如果反转后整数溢出那么就返回 0。
二、理解
反转整数,用栈?或者把整数变成字符串,再去反转这个字符串?这两种方式是可以,但并不好。实际上只要能拿到这个整数的末尾数字就可以了。以12345为例,先拿到5,再拿到4,之后是3,2,1,按这样的顺序就可以反向拼接出一个数字了,也就能达到反转的效果。怎么拿末尾数字呢?取模运算。1、将12345 % 10 得到5,之后将12345 / 10
2、将1234 % 10 得到4,再将1234 / 10
3、将123 % 10 得到3,再将123 / 10
4、将12 % 10 得到2,再将12 / 10
5、将1 % 10 得到1,再将1 / 10
这么看起来,一个循环就搞定了,循环的判断条件是x>0。但这样不对,因为忽略了负数,循环的判断条件应该是 while(x!=0),无论正数还是负数,按照上面不断的/10这样的操作,最后都会变成0,所以判断终止条件就是!=0。有了取模和除法操作,对于像12300这样的数字,也可以完美的解决掉了。
看起来这道题就这么解决了,但请注意,题目上还有这么一句:假设环境只能存储得下 32 位的有符号整数,则其数值范围为 [−2^31, 2^31 − 1]。也就是说不能用 long 存储最终结果,而且有些数字可能是合法范围内的数字,但是反转过来就超过范围了。假设有1147483649这个数字,它是小于最大的32位整数2147483647的,但是将这个数字反转过来后就变成了9463847411,这就比最大的32位整数还要大了,这样的数字是没法存到 int 里面的,所以肯定要返回0(溢出了)。图中,绿色的是最大32位整数。第二排,橘色的是5,它是大于上面同位置的4,这就意味着5后跟任何数字,都会比最大32为整数都大。所以,到【最大数的1/10】时,就要开始判断了:
①如果某个数字大于 214748364 那后面就不用再判断了,肯定溢出了。
②如果某个数字等于 214748364 呢,这对应到图中第三、第四、第五排的数字,需要跟最大数的末尾数字比较,如果这个数字比7还大,说明溢出了。对于负数也是一样的:
上图中绿色部分是最小的32位整数,同样是在【最小数的 1/10】时开始判断:
①如果某个数字小于 -214748364说明溢出了。
②如果某个数字等于 -214748364,还需要跟最小数的末尾比较,即看它是否小于8。
三、解答
测试主类:
public static void main(String[] args) {
int a= 123;
int b =-123;
int c = 120;
Test test = new Test();
System.out.println(test.reverse(a));
System.out.println(test.reverse(b));
System.out.println(test.reverse(c));
}
1️⃣弹出和推入数字 & 溢出前进行检查
可以一次构建反转整数的一位数字。在这样做的时候,可以预先检查向原整数附加另一位数字是否会导致溢出。
反转整数的方法可以与反转字符串进行类比。
想重复“弹出” X 的最后一位数字,并将它“推入”到 rev 的后面。最后,rev 将与 X 相反。要在没有辅助堆栈 / 数组的帮助下 “弹出” 和 “推入” 数字,可以使用数学方法。
//pop operation:
pop = x % 10;
x /= 10;
//push operation:
temp = rev * 10 + pop;
rev = temp;
class Solution {
public int reverse(int x) {
int rev = 0;
while (x != 0) {
//每次取末尾数字
int pop = x % 10;
x /= 10;
//判断是否大于最大32位整数
if (rev > Integer.MAX_VALUE/10 ||
(rev == Integer.MAX_VALUE/10 && pop > 7))
return 0;
//判断是否小于最小32位整数
if (rev < Integer.MIN_VALUE/10 ||
(rev == Integer.MIN_VALUE/10 && pop < -8))
return 0;
rev = rev * 10 + pop;
}
return rev;
}
}
7或8是因为最大值2的31次方是2147483648,最小值负2的31次方减一是-2147483647,这两个数值的个位数是7和8。
①时间复杂度:O(log(x)),xx 中大约有 log10X 位数字。
②空间复杂度:O(1)。
public int reverse(int x) {
int res = 0;
while (x != 0) {
if (res < -214748364 || res > 214748364) {
return 0;
}
res = res * 10 + res % 10;
x = x / 10;
}
return res;
}