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LeetCode 2999.统计强大整数的数目：上下界数位DP

news 来源：原创 2025/9/7 6:04:31

【LetMeFly】2999.统计强大整数的数目：上下界数位DP

力扣题目链接：https://leetcode.cn/problems/count-the-number-of-powerful-integers/

给你三个整数 start ，finish 和 limit 。同时给你一个下标从 0 开始的字符串 s ，表示一个正整数。

如果一个正整数 x 末尾部分是 s （换句话说，s 是 x 的后缀），且 x 中的每个数位至多是 limit ，那么我们称 x 是 强大的 。

请你返回区间 [start..finish] 内强大整数的 总数目 。

如果一个字符串 x 是 y 中某个下标开始（包括 0 ），到下标为 y.length - 1 结束的子字符串，那么我们称 x 是 y 的一个后缀。比方说，25 是 5125 的一个后缀，但不是 512 的后缀。

示例 1：

输入：start = 1, finish = 6000, limit = 4, s = "124"
输出：5
解释：区间 [1..6000] 内的强大数字为 124 ，1124 ，2124 ，3124 和 4124 。这些整数的各个数位都 <= 4 且 "124" 是它们的后缀。注意 5124 不是强大整数，因为第一个数位 5 大于 4 。
这个区间内总共只有这 5 个强大整数。

示例 2：

输入：start = 15, finish = 215, limit = 6, s = "10"
输出：2
解释：区间 [15..215] 内的强大整数为 110 和 210 。这些整数的各个数位都 <= 6 且 "10" 是它们的后缀。
这个区间总共只有这 2 个强大整数。

示例 3：

输入：start = 1000, finish = 2000, limit = 4, s = "3000"
输出：0
解释：区间 [1000..2000] 内的整数都小于 3000 ，所以 "3000" 不可能是这个区间内任何整数的后缀。

提示：

1 <= start <= finish <= 10¹⁵
1 <= limit <= 9
1 <= s.length <= floor(log₁₀(finish)) + 1
s 数位中每个数字都小于等于 limit 。
s 不包含任何前导 0 。

解题方法：上下界数位DP

我们可以从前往后一位一位地构造。在构造的过程中，要保证构造出来的数在start和finish之间（先不考虑limit和后缀s）。

例如start = 123，finish = 456的话：

假如我们构造的整数第一位为1，那么第二位最小为2（可以为2、3、4、...），但不能为0和1。
假如我们构造的整数第一位为2，那么第二位可以取0 - 9的任意数。
假设我们构造的整数第一位为3，那么第二位可以取0 - 9的任意数。
假设我们构造的整数第一位为4，那么第二位最大为5（可以为...、3、4、5），但不能为6 - 9。

也就是说，我们可以使用一个函数dfs(i, limitLow, limitHigh)来表示：(当前应该构造第i位、这一位的最小值是否需要限制为start[i]、这一位的最大值是否需要限制为finish[i])。

在构造下一位时，如果limitLow为true且构造的这一位为start[i]，则构造下一位时limitLow仍需为true。
在构造下一位时，如果limitHigh为true且构造的这一位为finish[i]，则构造下一位时limitHigh仍需为true。

然后就是考虑一下题目的额外两个限制limit和s。

构造过程中，任何一个元素不能超过limit；

构造过程中，若在构造最后的len(s)个元素，则当前元素最多有一种选择s[对应下标]。

最后就是需要记忆化一下。

记忆化的时候，记录(i, limitLow, limitHigh)三个变量可能有些麻烦，我们也可以只记录i这一个变量，并且在limitLow和limitHigh都为false时再使用记忆化。（因为有true的话不会被再次调用）

时间复杂度 $O(\log finish\times D)$ ，其中 $D = 10$
空间复杂度 $O(\log finish)$

AC代码

C++

/** @Author: LetMeFly* @Date: 2025-04-13 11:03:19* @LastEditors: LetMeFly.xyz* @LastEditTime: 2025-04-13 11:56:04*/
typedef long long ll;class Solution {
private:int limit, n, nonFixed;string suffix, start, finish;unordered_map<int, ll> cache;ll dfs(int i, bool limitLow, bool limitHigh) {if (i == n) {return 1;}if (!limitLow && !limitHigh && cache.count(i)) {return cache[i];}int low = limitLow ? start[i] - '0' : 0;  // 这一位的有效范围时[log, high]int high = limitHigh ? finish[i] - '0' : 9;ll ans = 0;if (i < nonFixed) {for (int d = low; d <= min(high, limit); d++) {  // 构造这一位ans += dfs(i + 1, limitLow && d == low, limitHigh && d == high);}} else {int x = suffix[i - nonFixed] - '0';  // 构造这一位if (low <= x && x <= high) {  // 题目限制一定小于limitans = dfs(i + 1, limitLow && x == low, limitHigh && x == high);}}if (!limitLow && !limitHigh) {cache[i] = ans;}return ans;}
public:long long numberOfPowerfulInt(long long start, long long finish, int limit, string s) {this->limit = limit;suffix = move(s);this->finish = to_string(finish);n = this->finish.size();this->start = to_string(start);this->start = string(n - this->start.size(), '0') + this->start;  // 原始范围时[1, 200]的话，将其变成[001, 200]nonFixed = n - this->suffix.size();return dfs(0, true, true);}
};

Python

'''
Author: LetMeFly
Date: 2025-04-12 22:20:48
LastEditors: LetMeFly.xyz
LastEditTime: 2025-04-12 22:37:40
'''
from functools import cacheclass Solution:@cachedef dfs(self, n: int, limitLow: bool, limitHigh: bool) -> int:if n == self.n:return 1low = self.start[n] if limitLow else 0high = self.finish[n] if limitHigh else 9ans = 0if n < self.free:  # 什么都可以for d in range(low, min(high, self.limit) + 1):ans += self.dfs(n + 1, limitLow and d == low, limitHigh and d == high)else:x = self.s[n - self.free]if low <= x <= high:ans = self.dfs(n + 1, limitLow and x == low, limitHigh and x == high)return ansdef numberOfPowerfulInt(self, start: int, finish: int, limit: int, s: str) -> int:self.finish = list(map(int, str(finish)))self.n = len(self.finish)self.start = list(map(int, str(start).zfill(self.n)))self.limit = limitself.free = self.n - len(s)self.s = list(map(int, s))return self.dfs(0, True, True)

Java

/** @Author: LetMeFly* @Date: 2025-04-13 13:00:58* @LastEditors: LetMeFly.xyz* @LastEditTime: 2025-04-13 13:37:04* @Description: AC,70.30%,86.73%*/
import java.util.Arrays;class Solution {private int n, nonFixed, limit;private String start, finish, suffix;private long[] cache;private long dfs(int i, boolean limitLow, boolean limitHigh) {if (i == n) {return 1;}if (!limitLow && !limitHigh && cache[i] != -1) {return cache[i];}int low = limitLow ? start.charAt(i) - '0' : 0;int high = limitHigh ? finish.charAt(i) - '0' : 9;long ans = 0;if (i < nonFixed) {for (int d = low; d <= Math.min(limit, high); d++) {ans += dfs(i + 1, limitLow && d == low, limitHigh && d == high);}} else {int x = suffix.charAt(i - nonFixed) - '0';if (low <= x && x <= high) {ans = dfs(i + 1, limitLow && x == low, limitHigh && x == high);}}if (!limitLow && !limitHigh) {cache[i] = ans;}return ans;}public long numberOfPowerfulInt(long start, long finish, int limit, String s) {this.finish = String.valueOf(finish);n = this.finish.length();this.start = String.valueOf(start);this.start = "0".repeat(n - this.start.length()) + this.start;this.limit = limit;nonFixed = n - s.length();cache = new long[n];Arrays.fill(cache, -1);suffix = s;return dfs(0, true, true);}
}

Go

/** @Author: LetMeFly* @Date: 2025-04-13 13:38:32* @LastEditors: LetMeFly.xyz* @LastEditTime: 2025-04-13 14:00:33*/
package mainimport ("strconv""strings"
)func dfs2999(i int, limitLow, limitHigh bool, start, finish string, nonFixed int, cache []int64, limit int, suffix string) (ans int64) {if i == len(start) {return 1}if !limitLow && !limitHigh && cache[i] != -1 {return cache[i]}var low, high intif limitLow {low = int(start[i]) - int('0')} else {low = 0}if limitHigh {high = int(finish[i]) - int('0')} else {high = 9}if i < nonFixed {for d := low; d <= min(high, limit); d++ {ans += dfs2999(i + 1, limitLow && d == low, limitHigh && d == high, start, finish, nonFixed, cache, limit, suffix)}} else {d := int(suffix[i - nonFixed]) - int('0')if low <= d && d <= high {ans = dfs2999(i + 1, limitLow && d == low, limitHigh && d == high, start, finish, nonFixed, cache, limit, suffix)}}if !limitLow && !limitHigh {cache[i] = ans}return ans
}func numberOfPowerfulInt(start int64, finish int64, limit int, s string) int64 {finish_str := strconv.FormatInt(finish, 10)cache := make([]int64, len(finish_str) + 1)for i := range cache {cache[i] = -1}start_str := strconv.FormatInt(start, 10)start_str = strings.Repeat("0", len(finish_str) - len(start_str)) + start_strnonFixed := len(finish_str) - len(s)return dfs2999(0, true, true, start_str, finish_str, nonFixed, cache, limit, s)
}

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GM DC Monitor v2.0 数据中心监控预警平台-CMDB使用教程（第九篇）

SNMP配置管理功能使用手册本模块主要用于导入设备厂家的mib库文件，也可以手工创建对应的oid信息，用以实现设备的被动监控功能。另：系统部署完毕后，已经集成了个别厂家的MIB库数据。设计思路及使用教程设计思路：通…...

编程日记 2025/9/6 1:22:39

try-with-resources 详解

try-with-resources 详解一、基本概念 try-with-resources 是 Java 7 引入的语法结构，用于自动管理资源（如文件流、数据库连接等需要关闭的对象）。核心特点自动资源释放：无需手动调用 close() 简洁代码：减少 tr…...

编程日记 2025/9/2 6:15:53

第二十四：查看当前端口号是否被占用

查看当前　端口号是否被占用： mac 情况下：　lsof -i :端口号 netstat -an | grep 端口号系统将显示监听该端口的进程信息，包括进程名称、进程ID、用户和协议等。如果需要更多信息，可以添加-P和-n参数，例如&#xf…...

编程日记 2025/9/3 0:11:23

【数据结构与算法】——堆（补充）

前言上一篇文章讲解了堆的概念和堆排序，本文是对堆的内容补充主要包括：堆排序的时间复杂度、TOP 这里写目录标题前言正文堆排序的时间复杂度TOP-K 正文堆排序的时间复杂度前文提到，利用堆的思想完成的堆排序的代码如下（包…...

编程日记 2025/9/6 17:07:47

【Web功能测试】Web商城搜索模块测试用例设计深度解析

Web商城的搜索模块功能测试用例设计 1.搜索功能设计 1.1 搜索框设计位置显眼：通常置于页面顶部中央，符合用户习惯。智能提示（Autocomplete）：输入时实时推荐关键词、商品或分类（如“手机苹果”&#x…...

编程日记 2025/9/4 21:37:30

【LetMeFly】2999.统计强大整数的数目：上下界数位DP

解题方法：上下界数位DP

AC代码

C++

Python

Java

Go

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