Leetcode刷题（四十二）

美丽下标对的数目（Easy）

给你一个下标从 0 开始的整数数组 nums 。如果下标对 i、j 满足 0 ≤ i < j < nums.length ，如果 nums[i] 的 第一个数字 和 nums[j] 的 最后一个数字 互质 ，则认为 nums[i] 和 nums[j] 是一组 美丽下标对 。

返回 nums 中 美丽下标对 的总数目。

对于两个整数 x 和 y ，如果不存在大于 1 的整数可以整除它们，则认为 x 和 y 互质 。换而言之，如果 gcd(x, y) == 1 ，则认为 x 和 y 互质，其中 gcd(x, y) 是 x 和 y 的 最大公因数 。

示例 1：

输入：nums = [2,5,1,4]
输出：5
解释：nums 中共有 5 组美丽下标对：
i = 0 和 j = 1 ：nums[0] 的第一个数字是 2 ，nums[1] 的最后一个数字是 5 。2 和 5 互质，因此 gcd(2,5) == 1 。
i = 0 和 j = 2 ：nums[0] 的第一个数字是 2 ，nums[2] 的最后一个数字是 1 。2 和 1 互质，因此 gcd(2,1) == 1 。
i = 1 和 j = 2 ：nums[1] 的第一个数字是 5 ，nums[2] 的最后一个数字是 1 。5 和 1 互质，因此 gcd(5,1) == 1 。
i = 1 和 j = 3 ：nums[1] 的第一个数字是 5 ，nums[3] 的最后一个数字是 4 。5 和 4 互质，因此 gcd(5,4) == 1 。
i = 2 和 j = 3 ：nums[2] 的第一个数字是 1 ，nums[3] 的最后一个数字是 4 。1 和 4 互质，因此 gcd(1,4) == 1 。
因此，返回 5 。
示例 2：

输入：nums = [11,21,12]
输出：2
解释：共有 2 组美丽下标对：
i = 0 和 j = 1 ：nums[0] 的第一个数字是 1 ，nums[1] 的最后一个数字是 1 。gcd(1,1) == 1 。
i = 0 和 j = 2 ：nums[0] 的第一个数字是 1 ，nums[2] 的最后一个数字是 2 。gcd(1,2) == 1 。
因此，返回 2 。
提示：

2 <= nums.length <= 100
1 <= nums[i] <= 9999
nums[i] % 10 != 0
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思路分析1

首先想到的就是使用双循环的暴力解法，使用双循环逐个遍历数组，找到所有的美丽下标对。这里判断两个数是不是互质的函数写法是固定常用的GCD函数，如果返回值为1则代表两个数互质。

代码实现1

class Solution {
    public int countBeautifulPairs(int[] nums) {
        int result = 0;

        for (int i = 0; i < nums.length; i++){
            for (int j = i + 1;j < nums.length; j++){
                int a = nums[i];
                while (a >= 10){
                    a = a / 10;
                }
                int b = nums[j] % 10;
                if (gcd(a, b)==1){
                    result++;
                }
            }
        }
        return result;
    }

    public int gcd(int a, int b){
        while (b != 0){
            int temp = b;
            b = a % b;
            a = temp;
        }

        return a;
    }
}

思路分析2

上面的方法就是简答粗暴地遍历，我就思考有没有可能优化一点速度，这里我可以选择把相同数字出现的次数记录下来，那么下面只要出现了互质的数字直接就增加对应的次数。比如说，前三个数字的第一位都是‘3’，那么后面只要有一个数字的最后一位是与‘3’互质的，最后的结果就可以直接增加3。这样就减少了一定的重复工作。

代码实现2

class Solution {
    // 求两个数的最大公约数
    private int gcd(int a, int b) {
        while (b != 0) {
            int temp = b;
            b = a % b;
            a = temp;
        }
        return a;
    }

    public int countBeautifulPairs(int[] nums) {
        int[] cnt = new int[10]; // 已遍历 第一位数的计数
        int ans = 0;

        for (int x : nums) {
            // 获取第一个数字
            int first = 0;
            for (int tx = x; tx != 0; tx /= 10) {
                first = tx % 10;
            }

            // 获取最后一个数字
            int last = x % 10;
            
            // 遍历找之前是否有互质的
            for (int fir = 1; fir <= 9; fir++) {
                if (cnt[fir] != 0 && gcd(fir, last) == 1) {
                    ans += cnt[fir];
                }
            }

            cnt[first]++; // 维护计数器
        }

        return ans;
    }
}

在这段代码中：
1.gcd 方法用于计算两个数的最大公约数。
2.countBeautifulPairs 方法计算美丽下标对的总数目。它遍历数组 nums，提取每个数的第一个和最后一个数字，并检查是否存在之前遍历过的数字与当前数的最后一个数字互质。
3.维护一个计数器 cnt，记录每个数字的第一个数字出现的次数。通过遍历 cnt，检查是否存在互质的数字对。