LeetCode——1802. 有界数组中指定下标处的最大值(Maximum Value at a Given Index in a Bounded Array)[中等]——分析及代码(Java)

LeetCode——1802. 有界数组中指定下标处的最大值[Maximum Value at a Given Index in a Bounded Array][中等]——分析及代码[Java]

  • 一、题目
  • 二、分析及代码
    • 1. 二分法
      • (1)思路
      • (2)代码
      • (3)结果
    • 2. 模拟法
      • (1)思路
      • (2)代码
      • (3)结果
  • 三、其他

一、题目

给你三个正整数 n、index 和 maxSum 。你需要构造一个同时满足下述所有条件的数组 nums(下标 从 0 开始 计数):

  • nums.length == n
  • nums[i] 是 正整数 ,其中 0 <= i < n
  • abs(nums[i] - nums[i+1]) <= 1 ,其中 0 <= i < n-1
  • nums 中所有元素之和不超过 maxSum
  • nums[index] 的值被 最大化

返回你所构造的数组中的 nums[index] 。
注意:abs(x) 等于 x 的前提是 x >= 0 ;否则,abs(x) 等于 -x 。

示例 1:

输入:n = 4, index = 2,  maxSum = 6
输出:2
解释:数组 [1,1,2,1] 和 [1,2,2,1] 满足所有条件。不存在其他在指定下标处具有更大值的有效数组。

示例 2:

输入:n = 6, index = 1,  maxSum = 10
输出:3

提示:

  • 1 <= n <= maxSum <= 10^9
  • 0 <= index < n

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/maximum-value-at-a-given-index-in-a-bounded-array
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二、分析及代码

1. 二分法

(1)思路

计算在给定的 n 、 index 和 nums[index] 下,元素和的最小值,以 maxSum 为条件二分查找 nums[index] 的最大值。

(2)代码

class Solution {
    public int maxValue(int n, int index, int maxSum) {
        int l = 0, r = (maxSum / n) + ((n - 1) >> 1) + 2;
        while (l < r - 1) {//二分法求解最大值
            int m = (l + r) >> 1;
            if (minSum(n, index, m) <= maxSum)
                l = m;
            else
                r = m;
        }
        return l;
    }
    
    public long minSum(int n, int index, int key) {//总和可能超出int范围,设置为long
        long sum = 0;

        //计算index左边数值
        if (key > index + 1)
            sum += (((((long)key << 1) - index) * (index + 1)) >> 1);
        else
            sum += ((((long)key + 1) * key) >> 1) + index - key + 1;

        //计算index右边数值
        if (n - index <= key)
            sum += ((((long)key << 1) - n + index + 1) * (n - index)) >> 1;
        else
            sum += ((((long)key + 1) * key) >> 1) + n - index - key;
        
        return sum - key;//减去重复计算了的index处数值
    }
}

(3)结果

执行用时 :1 ms,在所有 Java 提交中击败了 100.00% 的用户;
内存消耗 :35 MB,在所有 Java 提交中击败了 99.86% 的用户。

2. 模拟法

(1)思路

直接模拟元素和的分配过程,先将数组区域所有元素分配为 1,然后记录 nums[index] 增加时需变化元素值的左、右边界并依次调整;当左、右边界与数组边界重合时,直接分配剩余的元素和。

(2)代码

class Solution {
    public int maxValue(int n, int index, int maxSum) {
        int restSum = maxSum - n, ans = 1, l = index, r = index;//剩余和值,nums[index]值,递增区域左、右边界
        while ((restSum -= r - l + 1) >= 0) {//减去当前nums[index]增加所需的和值
            ans++;
            l = Math.max(0, l - 1);//移动左边界
            r = Math.min(n - 1, r + 1);//移动右边界
            if (l == 0 && r == n - 1)
                return ans += restSum / n;
        }
        return ans;
    }
}

(3)结果

执行用时 :16 ms,在所有 Java 提交中击败了 6.51% 的用户;
内存消耗 :35.4 MB,在所有 Java 提交中击败了 51.94% 的用户。

三、其他

暂无。

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