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c++中如何判断一个数是否为丑数_c++丑数分解算法实现【详解】

穿越時空

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发布时间:2026-01-22 15:50:33

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丑数是质因数仅含2、3、5的正整数;不能只除2/3/5就完事,因需确保最终结果为1,且中途不能出现其他质因子(如14÷2=7≠1,故非丑数)。

c++中如何判断一个数是否为丑数_c++丑数分解算法实现【详解】

什么是丑数,以及为什么不能只除 2/3/5 就完事

丑数定义是:正整数,且其质因数只包含 235。注意两个前提:必须是正整数分解后不能剩其他质因子。比如 14 虽然能被 2 整除,但除完得 7,而 7 不在 {2,3,5} 中,所以不是丑数。

用循环不断除以 2/3/5 判断是否最终归一

核心思路:对输入的正整数 n,反复除以 235(只要能整除就除),直到无法再被这三者中任一个整除为止。最后检查剩余值是否为 1

常见错误包括:
• 忘记先判断 n ,导致负数或零进入循环
• 用 if 而非 while,只除一次,漏掉像 8 == 2×2×2 这种多次可除的情况
• 把除法写成 n / 2 却没赋值回 n,原地打转

bool isUgly(int n) {
    if (n <= 0) return false;
    while (n % 2 == 0) n /= 2;
    while (n % 3 == 0) n /= 3;
    while (n % 5 == 0) n /= 5;
    return n == 1;
}

递归写法容易栈溢出,不推荐用于大数

有人倾向用递归表达“除尽为止”的逻辑,但 C++ 默认栈空间有限,且编译器通常不优化尾递归,遇到如 2^30 这类数会触发栈溢出。此外,递归版本更难调试边界——比如忘记处理 n == 1 的终止条件,或把 n 漏判为 false

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如果坚持用递归,必须确保:
• 所有分支都覆盖 n 、n == 1、不可被 2/3/5 整除的三种情况
• 每次递归调用都缩小问题规模(即真正除了一次)

生成第 n 个丑数?别用暴力试除,用动态规划

如果题目是“返回第 n 个丑数”,暴力从 1 开始逐个 isUgly() 判断会超时(尤其当 n > 1000)。正确做法是用三指针 + DP:
• 维护数组 dp[i] 表示第 i+1 个丑数
• 三个指针 i2, i3, i5 分别指向“下一个乘 2/3/5 可能产生新丑数”的位置
• 每次取 min(dp[i2]*2, dp[i3]*3, dp[i5]*5),并只推进对应指针(注意去重,相同值要推进所有匹配的指针)

这个方法时间复杂度 O(n),空间 O(n),比试除快两个数量级以上。

实际编码时最容易忽略的是:输入为 1 时必须返回 true(它是第一个丑数,且没有质因子),还有 0 和负数必须提前拦截——这些边界不处理,线上跑测试用例大概率挂。

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