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该用set的时候,还是得用set

# 第202题. 快乐数

力扣题目链接 (opens new window)

编写一个算法来判断一个数 n 是不是快乐数。

「快乐数」定义为:对于一个正整数,每一次将该数替换为它每个位置上的数字的平方和,然后重复这个过程直到这个数变为 1,也可能是 无限循环 但始终变不到 1。如果 可以变为  1,那么这个数就是快乐数。

如果 n 是快乐数就返回 True ;不是,则返回 False 。

示例:

输入:19
输出:true
解释:
1^2 + 9^2 = 82
8^2 + 2^2 = 68
6^2 + 8^2 = 100
1^2 + 0^2 + 0^2 = 1

# 思路

这道题目看上去貌似一道数学问题,其实并不是!

题目中说了会 无限循环,那么也就是说求和的过程中,sum会重复出现,这对解题很重要!

正如:关于哈希表,你该了解这些! (opens new window)中所说,当我们遇到了要快速判断一个元素是否出现集合里的时候,就要考虑哈希法了。

所以这道题目使用哈希法,来判断这个sum是否重复出现,如果重复了就是return false, 否则一直找到sum为1为止。

判断sum是否重复出现就可以使用unordered_set。

还有一个难点就是求和的过程,如果对取数值各个位上的单数操作不熟悉的话,做这道题也会比较艰难。

C++代码如下:

class Solution {
public:
    // 取数值各个位上的单数之和
    int getSum(int n) {
        int sum = 0;
        while (n) {
            sum += (n % 10) * (n % 10);
            n /= 10;
        }
        return sum;
    }
    bool isHappy(int n) {
        unordered_set<int> set;
        while(1) {
            int sum = getSum(n);
            if (sum == 1) {
                return true;
            }
            // 如果这个sum曾经出现过,说明已经陷入了无限循环了,立刻return false
            if (set.find(sum) != set.end()) {
                return false;
            } else {
                set.insert(sum);
            }
            n = sum;
        }
    }
};
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# 其他语言版本

Java:

class Solution {
    public boolean isHappy(int n) {
        Set<Integer> record = new HashSet<>();
        while (n != 1 && !record.contains(n)) {
            record.add(n);
            n = getNextNumber(n);
        }
        return n == 1;
    }

    private int getNextNumber(int n) {
        int res = 0;
        while (n > 0) {
            int temp = n % 10;
            res += temp * temp;
            n = n / 10;
        }
        return res;
    }
}
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Python:

class Solution:
    def isHappy(self, n: int) -> bool:
        def calculate_happy(num):
            sum_ = 0
            
            # 从个位开始依次取,平方求和
            while num:
                sum_ += (num % 10) ** 2
                num = num // 10
            return sum_

        # 记录中间结果
        record = set()

        while True:
            n = calculate_happy(n)
            if n == 1:
                return True
            
            # 如果中间结果重复出现,说明陷入死循环了,该数不是快乐数
            if n in record:
                return False
            else:
                record.add(n)

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Go:

func isHappy(n int) bool {
    m := make(map[int]bool)
    for n != 1 && !m[n] {
        n, m[n] = getSum(n), true
    }
    return n == 1
}

func getSum(n int) int {
    sum := 0
    for n > 0 {
        sum += (n % 10) * (n % 10)
        n = n / 10
    }
    return sum
}
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javaScript:

var isHappy = function (n) {
    let m = new Map()

    const getSum = (num) => {
        let sum = 0
        while (n) {
            sum += (n % 10) ** 2
            n = Math.floor(n / 10)
        }
        return sum
    }

    while (true) {
        // n出现过,证明已陷入无限循环
        if (m.has(n)) return false
        if (n === 1) return true
        m.set(n, 1)
        n = getSum(n)
    }
}

// 方法二:使用环形链表的思想 说明出现闭环 退出循环
var isHappy = function(n) {
    if (getN(n) == 1) return true;
    let a = getN(n), b = getN(getN(n));
    // 如果 a === b 
    while (b !== 1 && getN(b) !== 1 && a !== b) {
        a = getN(a);
        b = getN(getN(b));
    }
    return b === 1 || getN(b) === 1 ;
};

// 方法三:使用Set()更简洁
/**
 * @param {number} n
 * @return {boolean}
 */

var getSum = function (n) {
    let sum = 0;
    while (n) {
        sum += (n % 10) ** 2;
        n =  Math.floor(n/10);
    }
    return sum;
}
var isHappy = function(n) {
    let set = new Set();   // Set() 里的数是惟一的
    // 如果在循环中某个值重复出现,说明此时陷入死循环,也就说明这个值不是快乐数
    while (n !== 1 && !set.has(n)) {
        set.add(n);
        n = getSum(n);
    }
    return n === 1;
};

// 方法四:使用Set(),求和用reduce
var isHappy = function(n) {
    let set = new Set();
    let totalCount;
    while(totalCount !== 1) {
        let arr = (''+(totalCount || n)).split('');
        totalCount = arr.reduce((total, num) => {
            return total + num * num
        }, 0)
        if (set.has(totalCount)) {
            return false;
        }
        set.add(totalCount);
    }
    return true;
};
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Swift:

// number 每个位置上的数字的平方和
func getSum(_ number: Int) -> Int {
    var sum = 0
    var num = number
    while num > 0 {
        let temp = num % 10
        sum += (temp * temp)
        num /= 10
    }
    return sum
}
func isHappy(_ n: Int) -> Bool {
    var set = Set<Int>()
    var num = n
    while true {
        let sum = self.getSum(num)
        if sum == 1 {
            return true
        }
        // 如果这个sum曾经出现过,说明已经陷入了无限循环了
        if set.contains(sum) {
            return false
        } else {
            set.insert(sum)
        }
        num = sum
    }
}
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PHP:

class Solution {
    /**
     * @param Integer $n
     * @return Boolean
     */
    function isHappy($n) {
        // use a set to record sum
        // whenever there is a duplicated, stop
        // == 1 return true, else false
        $table = [];
        while ($n != 1 && !isset($table[$n])) {
            $table[$n] = 1;
            $n = self::getNextN($n);
        }
        return $n == 1;
    }

    function getNextN(int $n) {
        $res = 0;
        while ($n > 0) {
            $temp = $n % 10;
            $res += $temp * $temp;
            $n = floor($n / 10);
        }
        return $res;
    }
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