每日算法:字符串相乘

开发 前端 算法
给定两个以字符串形式表示的非负整数 num1 和 num2,返回 num1 和 num2 的乘积,它们的乘积也表示为字符串形式。

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给定两个以字符串形式表示的非负整数 num1 和 num2,返回 num1 和 num2 的乘积,它们的乘积也表示为字符串形式。

示例 1:

  1. 输入: num1 = "2", num2 = "3" 
  2. 输出: "6" 

示例 2:

  1. 输入: num1 = "123", num2 = "456" 
  2. 输出: "56088" 

说明:

  • num1 和 num2 的长度小于110。
  • num1 和 num2 只包含数字 0-9。
  • num1 和 num2 均不以零开头,除非是数字 0 本身。
  • 不能使用任何标准库的大数类型(比如 BigInteger)或直接将输入转换为整数来处理。

解法一:常规解法

从右往左遍历乘数,将乘数的每一位与被乘数相乘得到对应的结果,再将每次得到的结果累加

另外,当乘数的每一位与被乘数高位(非最低位)相乘的时候,注意低位补 '0'

  1. let multiply = function(num1, num2) { 
  2.     if (num1 === "0" || num2 === "0"return "0" 
  3.      
  4.     // 用于保存计算结果 
  5.     let res = "0" 
  6.          
  7.     // num2 逐位与 num1 相乘 
  8.     for (let i = num2.length - 1; i >= 0; i--) { 
  9.         let carry = 0 
  10.         // 保存 num2 第i位数字与 num1 相乘的结果 
  11.         let temp = '' 
  12.         // 补 0  
  13.         for (let j = 0; j < num2.length - 1 - i; j++) { 
  14.             temp+='0' 
  15.         } 
  16.         let n2 = num2.charAt(i) - '0' 
  17.              
  18.         // num2 的第 i 位数字 n2 与 num1 相乘 
  19.         for (let j = num1.length - 1; j >= 0 || carry != 0; j--) { 
  20.             let n1 = j < 0 ? 0 : num1.charAt(j) - '0' 
  21.             let product = (n1 * n2 + carry) % 10 
  22.             temp += product  
  23.             carry = Math.floor((n1 * n2 + carry) / 10) 
  24.         } 
  25.         // 将当前结果与新计算的结果求和作为新的结果 
  26.         res = addStrings(res, Array.prototype.slice.call(temp).reverse().join("")) 
  27.     } 
  28.     return res 
  29.  
  30. let addStrings = function(num1, num2) { 
  31.     let a = num1.length, b = num2.length, result = '', tmp = 0 
  32.     while(a || b) { 
  33.         a ? tmp += +num1[--a] : '' 
  34.         b ? tmp +=  +num2[--b] : '' 
  35.          
  36.         result = tmp % 10 + result 
  37.         if(tmp > 9) tmp = 1 
  38.         else tmp = 0 
  39.     } 
  40.     if (tmp) result = 1 + result 
  41.     return result 

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(max(m*n , n * n))
  • 空间复杂度:O(m+n)

解法二:竖式相乘(优化)

两个数M和N相乘的结果可以由 M 乘上 N 的每一位数的和得到 ,如下图所示:

  • 计算 num1 依次乘上 num2 的每一位的和
  • 把得到的所有和按对应的位置累加在一起,就可以得到 num1 * num2 的结果
  1. let multiply = function(num1, num2) { 
  2.     if(num1 === '0' || num2 === '0'return "0" 
  3.      
  4.     // 用于保存计算结果 
  5.     let res = [] 
  6.      
  7.     // 从个位数开始逐位相乘 
  8.     for(let i = 0 ; i < num1.length; i++){ 
  9.         // num1 尾元素 
  10.         let tmp1 = +num1[num1.length-1-i] 
  11.          
  12.         for(let j = 0; j < num2.length; j++){ 
  13.             // num2尾元素 
  14.             let tmp2 = +num2[num2.length-1-j] 
  15.              
  16.             // 判断结果集索引位置是否有值 
  17.             let pos = res[i+j] ? res[i+j]+tmp1*tmp2 : tmp1*tmp2 
  18.             // 赋值给当前索引位置 
  19.             res[i+j] = pos%10 
  20.             // 是否进位 这样简化res去除不必要的"0" 
  21.             pos >=10 && (res[i+j+1]=res[i+j+1] ? res[i+j+1]+Math.floor(pos/10) : Math.floor(pos/10)); 
  22.         } 
  23.     } 
  24.     return res.reverse().join(""); 

复杂度分析:

 

  • 时间复杂度:O(m * n)
  • 空间复杂度:O(m + n)

 

责任编辑:武晓燕 来源: 三分钟学前端
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