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397. 整数替换

给定一个正整数 n ,你可以做如下操作:

  1. 如果 n 是偶数,则用 n/2`替换 `n

  2. 如果 n 是奇数,则可以用 n + 1n - 1 替换 n

返回 n 变为 1 所需的 最小替换次数

示例 1:

输入:n = 8
输出:3
解释:8 -> 4 -> 2 -> 1

示例 2:

输入:n = 7
输出:4
解释:7 -> 8 -> 4 -> 2 -> 1
或 7 -> 6 -> 3 -> 2 -> 1

示例 3:

输入:n = 4
输出:2

提示:

  • 1 <= n <= 231 - 1

思路分析

递归调用,深度优先遍历。计算每一个转换,在每一步中取最小值,即可得到结果。

注意处理溢出!看题解,在处理奇数时,可以把 n - 1 转化成 2 + integerReplacement( n / 2),把 n + 1 转化成 2 + integerReplacement( n / 2 + 1) 来避免溢出,也是一个很好的办法!

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/**
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2025-07-31 22:46:36
 */
public int integerReplacement(int n) {
  Map<Long, Integer> memo = new HashMap<>();
  return integerReplacement((long) n, memo);
}

private int integerReplacement(long n, Map<Long, Integer> memo) {
  if (n == 1) {
    return 0;
  } else {
    if (memo.containsKey(n)) {
      return memo.get(n);
    } else {
      int result = 0;
      if ((n & 1) == 0) {
        long next = n / 2;
        result += integerReplacement(next, memo) + 1;
      } else {
        result += Math.min(integerReplacement(n - 1, memo), integerReplacement(n + 1, memo)) + 1;
      }
      memo.put(n, result);
      return result;
    }
  }
}