题意整理:
题目给出一个数组以及一组查询,每个查询的值表示需要让数组中至少存在个大小相等的值,而答案所求的就是对于每个查询,仅对数组元素进行加1操作,需要几次操作能够满足要求。在满足最小操作次数的前提下,需要使得该相等的值最小
方法一:暴力
核心思想:
容易想到的一种思路就是:首先对数组排序,然后对于每个可能成功目标值的值,从前往后记录将其之前的个元素的值改为目标值的开销,遍历完成后取得该开销为本次查询答案,并对数组进行修改。
核心代码:
class Solution { public: vector<int> solve(int n, int q, vector<int>& a, vector<int>& p) { vector<int> ans(q);//记录答案 sort(a.begin(), a.end());//排序 for(int i = 0; i < q; ++i) { int need = p[i]; if(need == 1) continue;//此时不需要调整,答案为0 int cost = 0x3F3F3F3F;//初始化开销为极大值 int pt = 0;//记录最小开销对应的点 for(int j = need - 1; j < n; ++j) { //从need-1开始枚举,因为之前的值无法作为目标值 int res = 0; //统计开销 for(int k = 1; k < need; ++k) { res += (a[j] - a[j - k]); } if(res < cost) { //判决 cost = res; pt = j; } } ans[i] = cost; //根据结果修改数组 for(int j = 1; j < need; ++j) { a[pt - j] = a[pt]; } } return ans; } };
复杂度分析:
时间复杂度:。排序开销,使用了三重循环开销为
空间复杂度:,一般返回的答案数组不计入空间复杂度,而除该数组外只使用了常数个变量
方法二:前缀和
核心思想:
可以发现,方法一中的代码中的第三个for循环可以视为是对一个区间中的数求和,通常这可以使用前缀和进行优化,实现的求和,使得时间复杂度下降。
核心代码:
class Solution { public: vector<int> solve(int n, int q, vector<int>& a, vector<int>& p) { vector<int> ans(q);//记录答案 sort(a.begin(), a.end());//排序 vector<int> sum(n + 1); for(int i = 1; i < n; ++i) { //构造前缀数组 sum[i] = a[i - 1] + sum[i - 1]; } for(int i = 0; i < q; ++i) { int need = p[i]; if(need == 1) continue;//此时不需要调整,答案为0 int cost = 0x3F3F3F3F;//初始化开销为极大值 int pt = 0;//记录最小开销对应的点 for(int j = need - 1; j < n; ++j) { //从need-1开始枚举,因为之前的值无法作为目标值 int res = a[j] * (need - 1) - (sum[j] - sum[j - need + 1]); if(res < cost) { //判决 cost = res; pt = j; } } ans[i] = cost; //根据结果修改数组 for(int j = pt - need + 1; j < pt; ++j) { a[j] = a[pt]; } for(int j = pt - need + 1; j < n; ++j) { sum[j + 1] = sum[j] + a[j]; } } return ans; } };
复杂度分析:
时间复杂度:,排序开销,使用了二重循环开销为
空间复杂度:,即为前缀和数组的开销
方法三:前缀和+查询优化
核心思想:
对于方法二还有优化的空间,对于单个查询,操作后会使得数组中最少存在个相同元素,所以在其之后的小于等于的查询可以直接返回0
核心代码:
class Solution { public: vector<int> solve(int n, int q, vector<int>& a, vector<int>& p) { vector<int> ans(q);//记录答案 sort(a.begin(), a.end());//排序 vector<int> sum(n + 1); for(int i = 1; i < n; ++i) { //构造前缀数组 sum[i] = a[i - 1] + sum[i - 1]; } int now = 1; for(int i = 0; i < q; ++i) { int need = p[i]; if(need <= now) continue;//此时不需要调整,答案为0 now = need; int cost = 0x3F3F3F3F;//初始化开销为极大值 int pt = 0;//记录最小开销对应的点 for(int j = need - 1; j < n; ++j) { //从need-1开始枚举,因为之前的值无法作为目标值 int res = a[j] * (need - 1) - (sum[j] - sum[j - need + 1]); if(res < cost) { //判决 cost = res; pt = j; } } ans[i] = cost; //根据结果修改数组 for(int j = pt - need + 1; j < pt; ++j) { a[j] = a[pt]; } for(int j = pt - need + 1; j < n; ++j) { sum[j + 1] = sum[j] + a[j]; } } return ans; } };
复杂度分析:
时间复杂度:,排序开销,使用了二重循环开销为
空间复杂度:,即为前缀和数组的开销