Leetcode.2607 使子数组元素和相等 Rating : 2071
给你一个下标从 0 开始的整数数组 arr
和一个整数 k 。数组 arr
是一个循环数组。换句话说,数组中的最后一个元素的下一个元素是数组中的第一个元素,数组中第一个元素的前一个元素是数组中的最后一个元素。
你可以执行下述运算任意次:
arr
中任意一个元素,并使其值加上 1 或减去 1 。子数组 是数组的一个连续部分。
输入:arr = [1,4,1,3], k = 2
输出:1
解释:在下标为 1 的元素那里执行一次运算,使其等于 3 。
执行运算后,数组变为 [1,3,1,3] 。
- 0 处起始的子数组为 [1, 3] ,元素总和为 4
- 1 处起始的子数组为 [3, 1] ,元素总和为 4
- 2 处起始的子数组为 [1, 3] ,元素总和为 4
- 3 处起始的子数组为 [3, 1] ,元素总和为 4
输入:arr = [2,5,5,7], k = 3
输出:5
解释:在下标为 0 的元素那里执行三次运算,使其等于 5 。在下标为 3 的元素那里执行两次运算,使其等于 5 。
执行运算后,数组变为 [5,5,5,5] 。
- 0 处起始的子数组为 [5, 5, 5] ,元素总和为 15
- 1 处起始的子数组为 [5, 5, 5] ,元素总和为 15
- 2 处起始的子数组为 [5, 5, 5] ,元素总和为 15
- 3 处起始的子数组为 [5, 5, 5] ,元素总和为 15
如题 a r r arr arr 是一个元素个数为 n n n 的 循环数组,即它的周期为 n n n。
题目要求 a r r arr arr ,长度为 k k k 的子数组和相等,即:
a i + a i + 1 + a i + 2 + . . . + a i + k − 1 = a i + 1 + a i + 2 + a i + 3 + . . . + a i + k − 1 + a i + k a_{i} + a_{i+1} + a_{i+2} + ... + a_{i+k-1} = a_{i+1} + a_{i+2}+a_{i+3}+...+a_{i+k-1}+a_{i+k} ai+ai+1+ai+2+...+ai+k−1=ai+1+ai+2+ai+3+...+ai+k−1+ai+k
将两边化简得:
a i = a i + k a_{i} = a_{i+k} ai=ai+k
故 k k k 也是 a r r arr arr的周期。
根据结论:一个循环数组如果既有周期 n n n ,又有周期 k k k ,那么一定有周期 g = g c d ( n , k ) g = gcd(n,k) g=gcd(n,k)。
所以我们可以将原数组 a r r arr arr 的下标 i i i,按 i % g i \% g i%g 分到若干组内。对于每一组,我们分别求让整个组元素都相同的最小操作次数。
要求最小次数,我们需要先对每一个组排序,让组内的每个元素,减去组内的中位数,即是最小操作次数。
这里我们可以使用 快速排序 ,快速求中位数。
时间复杂度: O ( n l o g n ) O(nlogn) O(nlogn)
C++代码:
using LL = long long;
class Solution {
public:
long long makeSubKSumEqual(vector<int>& arr, int k) {
int n = arr.size();
int g = gcd(n,k);
vector<vector<int>> a(n);
for(int i = 0;i < n;i++){
a[i % g].push_back(arr[i]);
};
LL ans = 0;
for(auto &b:a){
int len = b.size();
// 快速排序求中位数
nth_element(b.begin(),b.begin() + len / 2,b.end());
for(auto x:b){
ans += abs(x - b[len/2]);
}
}
return ans;
}
};