LeetCode 43. 字符串相乘

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1. 题目描述

题目链接:43. 字符串相乘

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2. 解题思路

这道题在力扣上有很多题解,但是我觉得看着都不咋个明白,所以重新梳理了过程。

我这里只讲解比较优的一种方法。

假设 num1 = 1234num2 = 567,则把 num1 的每一个数乘以 num2 的每一个数的结果直接写出来(不用考虑进位)

在这里插入图片描述

因为我们只是进行了单纯的数学运算,没有涉及任何字符串有关的操作,所以我们可以建立一个数组 ansArr 用来保存每一列相加的总和。

那么这个 ansArr 应该开多大空间呢?

很简单,两个数相乘的乘积最长是两个数长度之和,比如

999

999

=

998001

999 * 999 = 998001

999999=998001

而两个数相乘的乘积最短是两个数长度之和再减1,比如

100

100

=

10000

100 * 100 = 10000

100100=10000

我们默认开最长的空间。

在这里插入图片描述

我们建立数组的目的是想把每一列的数都存起来,那么在实现代码的时候,应该怎么写才能把每列的数放到数组中正确的位置呢?

很简单,我们把 num1 的某一位称为第 i 位,把 num2 的某一位称为第 j 位,它们相乘的结果应该是位于数组的 i+j+1 的位置:

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然后我们只需要从 ansArr 数组的最后一个位置开始,往前遍历,依次进位。

比如 ansArr[5] = ansArr[5] + ansArr[6] / 10,然后 ansArr[6] %= 10,此时 ansArr[6] = 8,然后向前进 2 位,所以 ansArr[5] = 47

最后再定义一个字符串 ans,把 ansArr 的数字存进去就好了(记得要把数字转换成字符)。

这里还有一个特殊情况,比如上面的 ansArr 数组开了 7 个空间,但是第一个位置是没有值的,所以我们往 ans 里面插入数据的时候,要判断一下,假设第一个位置是 0 的话,那么就从第二个位置开始插入数据。

int index = ansArr[0] == 0 ? 1 : 0;

这种方法是比较优的一种,时间复杂度分析为

O

(

n

m

)

O(n*m)

O(nm),n 和 m 分别是 num1 和 num2 的长度。

3. 代码实现

代码示例

class Solution {
public:
    string multiply(string num1, string num2) {
        if (num1 == "0" || num2 == "0") {
            return "0";
        }
        int len1 = num1.size();
        int len2 = num2.size();

        //两个数相乘的乘积最长是两个数长度之和,比如 999 * 999 = 998001
        //两个数相乘的乘积最短是两个数长度之和再减1,比如 100 * 100 = 10000
        //默认开最长
        vector<int> ansArr(len1 + len2);

        for (int i = len1 - 1; i >= 0; i--) {
            int x = num1[i] - '0'; //把num1的字符转换为数字
            for (int j = len2 - 1; j >= 0; j--) {
                int y = num2[j] - '0'; //把num2的字符转换为数字
                ansArr[i + j + 1] += x * y;
            }
        }

        //进位
        for (int i = len1 + len2 - 1; i > 0; i--) {
            ansArr[i - 1] += ansArr[i] / 10; //前一位=后一位的进位值+自己
            ansArr[i] %= 10;
        }

        //拼接(判断前导0的情况)
        //[0] [] [] []
        string ans;
        int index = ansArr[0] == 0 ? 1 : 0;
        while (index < len1 + len2) {
            ans += (ansArr[index] + '0');
            index++;
        }
        return ans;
    }
};

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