深入解析力扣168题：Excel表列名称（进制转换法详解及模拟面试问答）

本文主要是介绍深入解析力扣168题：Excel表列名称（进制转换法详解及模拟面试问答），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

在本篇文章中，我们将详细解读力扣第168题“Excel表列名称”。通过学习本篇文章，读者将掌握如何使用多种方法来解决这一问题，并了解相关的复杂度分析和模拟面试问答。每种方法都将配以详细的解释和ASCII图解，以便于理解。

问题描述

力扣第168题“Excel表列名称”描述如下：

给你一个正整数 columnNumber，返回它在 Excel 表中相对应的列名称。

例如：

• A -> 1
• B -> 2
• C -> 3
• …
• Z -> 26
• AA -> 27
• AB -> 28
• …

示例 1:

输入: columnNumber = 1
输出: "A"

示例 2:

输入: columnNumber = 28
输出: "AB"

示例 3:

输入: columnNumber = 701
输出: "ZY"

解题思路

方法一：进制转换法

1. 初步分析：

   • 将问题转换为26进制的进制转换问题。
   • 每次对 columnNumber 取余，得到当前位的字符。

2. 步骤：

   • 初始化一个空字符串 result。
   • 循环直到 columnNumber 为0：
     • 对 columnNumber 取余，得到当前位的字符。
     • 将 columnNumber 减去1，然后整除26。
     • 将当前字符添加到结果字符串的开头。

代码实现

def convertToTitle(columnNumber):result = []while columnNumber > 0:columnNumber -= 1result.append(chr(columnNumber % 26 + ord('A')))columnNumber //= 26return ''.join(result[::-1])# 测试案例
print(convertToTitle(1))   # 输出: "A"
print(convertToTitle(28))  # 输出: "AB"
print(convertToTitle(701)) # 输出: "ZY"

ASCII图解

假设输入为 columnNumber = 28，图解如下：

初始值:
columnNumber = 28第一次循环:
columnNumber -= 1 => 27
27 % 26 => 1
结果: "B"
columnNumber //= 26 => 1第二次循环:
columnNumber -= 1 => 0
0 % 26 => 0
结果: "A" + "B" => "AB"最终结果: "AB"

复杂度分析

• 时间复杂度：O(log26(n))，其中 n 是 columnNumber 的值。每次循环 columnNumber 都会除以26。
• 空间复杂度：O(log26(n))，用于存储结果字符串的字符。

模拟面试问答

问题 1：你能描述一下如何解决这个问题的思路吗？

回答：我们需要将给定的正整数转换为Excel表中的列名称。可以将这个问题看作是一个26进制的进制转换问题。每次对 columnNumber 取余，得到当前位的字符，将 columnNumber 减去1，然后整除26，继续循环直到 columnNumber 为0。最后将所有字符连接起来得到结果。

问题 2：为什么要对 columnNumber 减去1？

回答：在Excel表列名称中，字符是从’A’到’Z’，对应1到26。为了使得余数范围在0到25之间，我们需要先对 columnNumber 减去1，这样在取余和整除操作后，字符就可以正确对应到’A’到’Z’。

问题 3：你的算法的时间复杂度和空间复杂度是多少？

回答：算法的时间复杂度是 O(log26(n))，其中 n 是 columnNumber 的值。每次循环 columnNumber 都会除以26。空间复杂度也是 O(log26(n))，用于存储结果字符串的字符。

问题 4：如何处理输入为1的情况？

回答：当输入为1时，算法会直接返回字符’A’。这是因为在第一次循环中，columnNumber 减去1得到0，对26取余得到0，转换为字符’A’。

问题 5：你能解释一下进制转换的工作原理吗？

回答：进制转换通过反复除以进制基数，得到每一位的值。在这个问题中，我们将正整数转换为26进制的表示，每次对 columnNumber 取余得到当前位的字符，将 columnNumber 减去1，然后整除26，继续循环直到 columnNumber 为0。最后将所有字符连接起来得到结果。

问题 6：在代码中如何确保结果字符串的顺序正确？

回答：在代码中，结果字符串是通过一个列表 result 存储每一位的字符。由于每次得到的字符是从低位到高位的，所以在最终返回结果时，我们需要将列表 result 反转，并将其连接成字符串。

问题 7：你能举例说明在面试中如何回答优化问题吗？

回答：在面试中，如果面试官问到如何优化算法，我会首先分析当前算法的瓶颈，如时间复杂度和空间复杂度，然后提出优化方案。例如，对于Excel表列名称转换问题，可以通过进制转换法来优化时间复杂度，确保每次循环都能高效地得到当前位的字符，并解释其原理和优势，最后提供代码实现和复杂度分析。

问题 8：如何验证代码的正确性？

回答：通过多个测试案例验证代码的正确性，包括正常情况和边界情况。例如，测试输入为1、28、701等，确保代码在各种情况下都能正确运行。

问题 9：你能解释一下Excel表列名称转换的重要性吗？

回答：Excel表列名称转换在数据处理和分析中非常重要。例如，在处理大规模数据时，需要将列索引转换为列名称，以便于更直观地理解和操作数据。通过正确的转换，可以提高数据处理的效率和准确性。

问题 10：在处理大数字时，算法的性能如何？

回答：由于算法的时间复杂度是 O(log26(n))，处理大数字时性能仍然较好。每次循环 columnNumber 都会除以26，确保算法能够高效地处理大数字，并快速得到结果。

总结

本文详细解读了力扣第168题“Excel表列名称”，通过进制转换法高效地解决了这一问题，并提供了详细的ASCII图解和模拟面试问答。希望读者通过本文的学习，能够在力扣刷题的过程中更加得心应手。

参考资料

• 《算法导论》—— Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest, Clifford Stein
• 力扣官方题解

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