# 1015. 可被 K 整除的最小整數
## 題目地址(1015. 可被 K 整除的最小整數)
<https://leetcode-cn.com/problems/smallest-integer-divisible-by-k/>
## 題目描述
```
<pre class="calibre18">```
給定正整數 K,你需要找出可以被 K 整除的、僅包含數字 1 的最小正整數 N。
返回 N 的長度。如果不存在這樣的 N,就返回 -1。
示例 1:
輸入:1
輸出:1
解釋:最小的答案是 N = 1,其長度為 1。
示例 2:
輸入:2
輸出:-1
解釋:不存在可被 2 整除的正整數 N 。
示例 3:
輸入:3
輸出:3
解釋:最小的答案是 N = 111,其長度為 3。
提示:
1 <= K <= 10^5
```
```
## 前置知識
- 循環節
## 公司
- 暫無
## 思路
這道題是說給定一個 K 值,能否找到一個形如 1,11,111,1111 。。。 這樣的數字 n 使得 n % K == 0。
首先容易想到的是如果 K 是 2,4,5, 6,8 結尾的話,一定是不行的。直觀的解法是從 1,11,111,1111 。。。 這樣一直除下去,直到碰到可以整除的,我們返回即可。 但是如果這個數字根本就無法整除怎么辦?沒錯,我們會無限循環下去。我們應該在什么時刻跳出循環,返回 - 1 (表示不能整除)呢?
我們拿題目給出的不能整除的 2 來說。
- 1 // 2 等于 1
- 11 // 2 等于 1
- 111 // 2 等于 1
- ...
我們再來一個不能整除的例子 6:
- 1 // 6 等于 1
- 11 // 6 等于 5
- 111 // 6 等于 3
- 1111 // 6 等于 1
- 11111 // 6 等于 5
- ...
通過觀察我們發現不斷整除的過程,會陷入無限循環,對于 2 來說,其循環節就是 1。對于 6 來說,其循環節來說就是 153。而且由于我們的分母是 6,也就是說余數的可能性一共只有六種情況 0,1,2,3,4,5。
上面是感性的認識, 接下來我們從數學上予以證明。上面的算法用公式來表示就是`mod = (10 \* mod + 1) % K`。假如出現了相同的數,我們可以肯定之后會無限循環。比如 153 之后出現了 1,我們可以肯定之后一定是 35。。。 因為我們的 mod 只是和前一個 mod 有關,上面的公式是一個`純函數`。
## 關鍵點解析
- 數學(無限循環與循環節)
## 代碼
```
<pre class="calibre18">```
<span class="hljs-title">#</span>
<span class="hljs-title"># @lc app=leetcode.cn id=1015 lang=python3</span>
<span class="hljs-title">#</span>
<span class="hljs-title"># [1015] 可被 K 整除的最小整數</span>
<span class="hljs-title">#</span>
<span class="hljs-title"># @lc code=start</span>
<span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword">class</span> <span class="hljs-title">Solution</span>:</span>
<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">def</span> <span class="hljs-title">smallestRepunitDivByK</span><span class="hljs-params">(self, K: int)</span> -> int:</span>
<span class="hljs-keyword">if</span> K % <span class="hljs-params">10</span> <span class="hljs-keyword">in</span> [<span class="hljs-params">2</span>, <span class="hljs-params">4</span>, <span class="hljs-params">5</span>, <span class="hljs-params">6</span>, <span class="hljs-params">8</span>]:
<span class="hljs-keyword">return</span> - <span class="hljs-params">1</span>
seen = set()
mod = <span class="hljs-params">0</span>
<span class="hljs-keyword">for</span> i <span class="hljs-keyword">in</span> range(<span class="hljs-params">1</span>, K + <span class="hljs-params">1</span>):
mod = (mod * <span class="hljs-params">10</span> + <span class="hljs-params">1</span>) % K
<span class="hljs-keyword">if</span> mod <span class="hljs-keyword">in</span> seen:
<span class="hljs-keyword">return</span> <span class="hljs-params">-1</span>
<span class="hljs-keyword">if</span> mod == <span class="hljs-params">0</span>:
<span class="hljs-keyword">return</span> ix
seen.add(mod)
```
```
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