这是悦乐书的第199次更新，第207篇原创

01 看题和准备

今天介绍的是LeetCode算法题中Easy级别的第63题（顺位题号是258）。给定非负整数num，重复添加其所有数字，直到结果只有一位数。例如：

输入：38

输出：2

说明：过程如下：3 + 8 = 11,1 + 1 = 2。由于2只有一位数，所以请将其返回。

跟进：你可以在O（1）运行时间内没有任何循环/递归的情况下执行此操作吗？

本次解题使用的开发工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，环境是win7 64位系统，使用Java语言编写和测试。

02 第一种解法

特殊情况：如果num小于10，直接返回num即可。

正常情况：此解法是利用递归，因为每计算一次后得到的结果还是相同的问题。因为题目给定的是正整数，所以可以借助字符串来操作。先将num转为字符串，然后依次获取字符相加，得到每位数的和，然后继续调用自身。

public int addDigits(int num) {
    if (num < 10) {
        return num;
    }
    String str = num+"";
    int sum = 0;
    for (int i=0; i<str.length(); i++) {
        sum += str.charAt(i)-'0';
    }
    return addDigits(sum);
}

03 第二种解法

特殊情况：如果num小于10，直接返回num即可。

正常情况：此解法是利用迭代，使用两层循环，外层判断大小，内层进行数据计算，先对10取余，再除以10，进入下一位接着计算，如果算到最后一位，跳出内层循环，此时还要加上对10取余的余数，因为内层循环只是做判断，然后将算出的和赋值给num，sum归为0，再开始下一次的循环。

public int addDigits2(int num) {
    if (num < 10) {
        return num;
    }
    int sum = 0;
    while (num >= 10) {
        while (num/10 != 0) {
            sum += num%10;
            num /= 10;
        }
        sum += num%10;
        num = sum;
        sum = 0;
    }
    return num;
}

04 第三种解法

可以先计算一部分数据，找找规律。

9 –> 9 –> 9%9=0 ？

10 –> 1 –> 10%9=1

13 –> 4 –> 13%9=4

18 –> 9 –> 18%9=0 ？

19 –> 1 –> 19%9=1

22 –> 4 –> 22%9=4

25 –> 7 –> 25%9=7

27 –> 9 –> 27%9=0 ？

29 –> 2 –> 29%9=2

33 –> 6 –> 33%9=6

36 –> 9 –> 36%9=0 ？

37 –> 1 –> 37%9=1

39 –> 3 –> 39%9=3

43 –> 7 –> 43%9=7

45 –> 9 –> 45%9=0 ？

46 –> 1 –> 46%9=1

49 –> 4 –> 49%9=4

通过上面这些数的计算，可以发现最后计算出的结果是有周期的，从1到9不断循环，并且除了9的倍数以外的数,其他的数都可以间接通过对9取余得到最后的结果，但是以9为倍数的整数，我们可以曲线救国，将原数减1后再对其取余，然后再把1补上。最后我们得到这样的公式：(num-1)%9 + 1。

public int addDigits3(int num) {
    return (num-1)%9 + 1;
}

05 小结

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