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/**
* 首先将题目转化为 [1,high] - [1,low-1] 有多少个步进数字,数字为 0-9 直接返回数值,否则拆分成 [0, 10^(len-1)) + [10^(len-1), numStr],不用处理前导零
* 前者
* dp[i][j] 代表前 i 位、最后一位数字为 j 时,步进数字的个数,
* 转移方程:j=0 时、dp[i][j]=dp[i-1][j+1],j=9 时、dp[i][j] = dp[i-1][j-1],
* 否则 dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + dp[i-1][j+1]
* dp[i][j] 的总和就是答案
* 后者
* dp[i][j][k] 代表前 i 位、第一位非 0、最后一位为 j 且前面 k=(0-小于 1-等于 numStr 前 i 位)有多少步进数字,
* 转移方程:dp[i][j][1]=dp[i-1][j-1][1]+dp[i-1][j+1][1],注意 0<=j<=9、填写的 j 等于 numStr[i-1]
* dp[i][j][0]=dp[i-1][j-1][0]+dp[i-1][j+1][0]+dp[i-1][j-1][1]+dp[i-1][j+1][1],注意 0<=j<=9、dp[i-1][j-1][1]+dp[i-1][j+1][1] 需要填写的 j 小于 numStr[i-1]
* dp[len][j][k] 的总和就是答案
* 最后结果可能为负数,需要使用 (x % mod + mod) % mod
* len 位 high 的长度,10 为数字 0-9 总和,时间复杂度:O(10*len),空间复杂度:O(10*len)
*/
public int solution(String low, String high) {
int mod = 1_000_000_007;
// [1,high] 有多少个步进数字
int countHigh = doCountSteppingNumbers(high, mod);
// [1,low-1] 有多少个步进数字
String lowReduce = (new BigInteger(low)).subtract(BigInteger.ONE).toString();
int countLowReduce = doCountSteppingNumbers(lowReduce, mod);
// System.out.println(countHigh + " : " + countLowReduce);
// 结果可能为负数,需要使用 (x % mod + mod) % mod
return ((countHigh - countLowReduce) % mod + mod) % mod;
}
/**
* 返回 [1,numStr] 有多少个步进数字
*/
private int doCountSteppingNumbers(String numStr, int mod) {
// 数字为 0-9 直接返回数值
int len = numStr.length();
if (len == 1) {
return numStr.charAt(0) - '0';
}
// 返回 [0, 10^(len-1)) 有多少步进数字
int count = doCountCompleteNumbers(len - 1, mod);
// System.out.println("count:" + count);
// 返回 [10^(len-1), numStr] 有多少步进数字
count += doCountLastCompleteNumbers(len, numStr, mod);
// System.out.println("count:" + count);
return count % mod;
}
/**
* 返回 [0, 10^(len-1)) 有多少步进数字
*/
private int doCountCompleteNumbers(int len, int mod) {
// dp[i][j] 代表前 i 位、最后一位数字为 j 时,步进数字的个数
int[][] dp = new int[len + 1][10];
Arrays.fill(dp[1], 1);
dp[1][0] = 0;
// 转移方程:j=0 时、dp[i][j]=dp[i-1][j+1],j=9 时、dp[i][j] = dp[i-1][j-1],否则 dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + dp[i-1][j+1]
int res = 9;
for (int i = 2; i < len + 1; i++) {
for (int j = 0; j < 10; j++) {
dp[i][j] = (j == 0 ? 0 : dp[i - 1][j - 1]) + (j == 9 ? 0 : dp[i - 1][j + 1]);
dp[i][j] %= mod;
res += dp[i][j];
res %= mod;
}
}
return res;
}
private int doCountLastCompleteNumbers(int len, String numStr, int mod) {
// dp[i][j][k] 代表前 i 位、第一位非 0、最后一位为 j 且前面 k=(0-小于 1-等于 numStr 前 i 位)有多少步进数字
int[][][] dp = new int[len + 1][10][2];
// 初始化第一位非 0
for (int j = 1; j < 10; j++) {
// 到当前比 numStr 小就初始化
dp[1][j][0] = (j >= numStr.charAt(0) - '0') ? 0 : 1;
// 到当前与 numStr 相等就初始化
dp[1][j][1] = (j != numStr.charAt(0) - '0') ? 0 : 1;
}
/**
* 转移方程:
* dp[i][j][1]=dp[i-1][j-1][1]+dp[i-1][j+1][1],注意 0<=j<=9、填写的 j 等于 numStr[i-1]
* dp[i][j][0]=dp[i-1][j-1][0]+dp[i-1][j+1][0]+dp[i-1][j-1][1]+dp[i-1][j+1][1],注意 0<=j<=9、dp[i-1][j-1][1]+dp[i-1][j+1][1] 需要填写的 j 小于 numStr[i-1]
*/
int res = 0;
for (int i = 2; i < len + 1; i++) {
for (int j = 0; j < 10; j++) {
dp[i][j][1] = ((j == 0 || j != numStr.charAt(i - 1) - '0') ? 0 : dp[i - 1][j - 1][1])
+ ((j == 9 || j != numStr.charAt(i - 1) - '0') ? 0 : dp[i - 1][j + 1][1]);
dp[i][j][1] %= mod;
dp[i][j][0] = ((j == 0) ? 0 : dp[i - 1][j - 1][0]) + ((j == 9) ? 0 : dp[i - 1][j + 1][0])
+ ((j == 0 || j >= numStr.charAt(i - 1) - '0') ? 0 : dp[i - 1][j - 1][1])
+ ((j == 9 || j >= numStr.charAt(i - 1) - '0') ? 0 : dp[i - 1][j + 1][1]);
dp[i][j][0] %= mod;
}
// System.out.println(Arrays.toString(dp[i]));
}
// 结果为填写 len 位后总和
for (int j = 0; j < 10; j++) {
res += dp[len][j][0];
res %= mod;
res += dp[len][j][1];
res %= mod;
}
return res;
}