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有效的完全平方数

给你一个正整数 num 。如果 num 是一个完全平方数,则返回 true ,否则返回 false 。 完全平方数 是一个可以写成某个整数的平方的整数。换句话说,它可以写成某个整数和自身的乘积。 不能使用任何内置的库函数,如 sqrt 。 示例 1: 输入: num = 16 输出: true 解释…

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简单 · 二分·搜索·答案·空间

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答案摘要

我们可以使用二分查找来解决这个问题。定义二分查找的左边界 $l = 1$,右边界 $r = num$,然后在 $[l, r]$ 的范围内查找满足 $x^2 \geq num$ 的最小整数 。最后,如果 $x^2 = num$,则说明 是一个完全平方数。 时间复杂度 $O(\log n)$,其中 是给定的数字。空间复杂度 。

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题目描述

给你一个正整数 num 。如果 num 是一个完全平方数,则返回 true ,否则返回 false

完全平方数 是一个可以写成某个整数的平方的整数。换句话说,它可以写成某个整数和自身的乘积。

不能使用任何内置的库函数,如  sqrt

 

示例 1:

输入:num = 16
输出:true
解释:返回 true ,因为 4 * 4 = 16 且 4 是一个整数。

示例 2:

输入:num = 14
输出:false
解释:返回 false ,因为 3.742 * 3.742 = 14 但 3.742 不是一个整数。

 

提示:

  • 1 <= num <= 231 - 1
lightbulb

解题思路

方法一:二分查找

我们可以使用二分查找来解决这个问题。定义二分查找的左边界 l=1l = 1,右边界 r=numr = num,然后在 [l,r][l, r] 的范围内查找满足 x2numx^2 \geq num 的最小整数 xx。最后,如果 x2=numx^2 = num,则说明 numnum 是一个完全平方数。

时间复杂度 O(logn)O(\log n),其中 nn 是给定的数字。空间复杂度 O(1)O(1)

1
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class Solution:
    def isPerfectSquare(self, num: int) -> bool:
        l = bisect_left(range(1, num + 1), num, key=lambda x: x * x) + 1
        return l * l == num
speed

复杂度分析

指标
时间complexity is O(log(num)) because the binary search halves the search space each step. Space complexity is O(1) since only a few variables are needed regardless of input size.
空间Depends on the final approach
psychology

面试官常问的追问

外企场景
  • question_mark

    Confirm the candidate can implement binary search correctly over a numeric range.

  • question_mark

    Check awareness of integer overflow risks when squaring numbers.

  • question_mark

    Listen for an approach that avoids floating-point operations for exact perfect square detection.

warning

常见陷阱

外企场景
  • error

    Attempting to use floating-point sqrt and comparing with rounding, which can fail for large num values.

  • error

    Forgetting to handle num = 1 as a trivial perfect square.

  • error

    Squaring mid without checking for overflow, leading to incorrect results or runtime errors.

swap_horiz

进阶变体

外企场景
  • arrow_right_alt

    Check if num is a perfect cube using the same binary search over cube roots.

  • arrow_right_alt

    Return all perfect squares less than or equal to num using incremental binary search validation.

  • arrow_right_alt

    Determine if a sequence of numbers contains any perfect squares efficiently using batch binary search.

help

常见问题

外企场景

有效的完全平方数题解:二分·搜索·答案·空间 | LeetCode #367 简单