LeetCode 每日一题 2748. 美丽下标对的数目

Hey编程小伙伴们👋,今天我要带大家一起解锁力扣上的一道有趣题目------ 美丽下标对的数目 - 力扣 (LeetCode)。这不仅是一次编程挑战,更是一次深入理解欧几里得算法判断互质的绝佳机会!🎉

问题简介

题目要求我们给定一个整数数组 nums,找出所有满足特定条件的下标对。这里的特定条件是:如果 nums[i] 的第一个数字和 nums[j] 的最后一个数字互质,那么我们称这对下标为"美丽下标对"。🌟

互质:数学中的"独行侠"🦸‍♂️

在数学的世界里,如果两个数的最大公约数(GCD)是1,我们称这两个数为互质的。换句话说,它们之间没有其他公共的"朋友"来整除它们,1是它们唯一的公约数。🕵️‍♂️

欧几里得算法:追溯GCD的足迹🔍

欧几里得算法是一种非常高效的计算两个正整数最大公约数的方法。它的基本思想是:两个正整数a和b(假设a>b)的最大公约数与b和a%b(a除以b的余数)的最大公约数相同。🔄

互质的判断逻辑🤔

这里我们深入探讨一下,为什么通过欧几里得算法可以判断两个数是否互质。互质的定义是两个数的最大公约数为1。欧几里得算法的核心在于它递归地将问题规模缩小,直到无法再分。当较小的数变为1时,如果此时较大的数也是1,那么这两个数就是互质的。🔑

算法步骤:
  1. 开始:我们有两个整数a和b,其中a是较大的数。
  2. 计算余数 :我们计算a除以b的余数,记为r(即 a % b)。
  3. 递归替换:我们将b的值赋给a,将r的值赋给b,然后重复这个过程。
  4. 结束条件:当b变为0时,a的值就是我们要找的最大公约数。🏁
举个例子:

假设我们要判断35和18是否互质:

  • 我们开始计算35除以18的余数,得到17。🔢
  • 然后我们用18除以17的余数,得到1。🕒
  • 最后,我们用17除以1,余数为0,此时18(原来的b)是1,这意味着35和18的最大公约数是1,所以它们是互质的。🎊

通过这种方式,欧几里得算法不仅帮助我们找到了两个数的最大公约数,也让我们能够判断这两个数是否互质。这是一种既简洁又高效的方法,非常适合在编程中实现。👩‍💻

代码实现(scala)

scala 复制代码
object Solution {
    def countBeautifulPairs(nums: Array[Int]): Int = {
        val pairs = for {
            i <- nums.indices
            j <- (i + 1) until nums.length
        } yield (i, j)

        pairs.filter { case (i, j) =>
            val (firstDigit, secondDigit) = (nums(i).toString.charAt(0).asDigit, nums(j) % 10)
            gcd(firstDigit, secondDigit) == 1
        }.length
    }
        
    def gcd(a: Int, b: Int): Int = if (b == 0) a else gcd(b, a % b)

}

#算法 #力扣 #质数 #编程技巧

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