LeetCode LCP 50. 宝石补给【模拟】简单

本文属于「征服LeetCode」系列文章之一，这一系列正式开始于2021/08/12。由于LeetCode上部分题目有锁，本系列将至少持续到刷完所有无锁题之日为止；由于LeetCode还在不断地创建新题，本系列的终止日期可能是永远。在这一系列刷题文章中，我不仅会讲解多种解题思路及其优化，还会用多种编程语言实现题解，涉及到通用解法时更将归纳总结出相应的算法模板。

为了方便在PC上运行调试、分享代码文件，我还建立了相关的仓库。在这一仓库中，你不仅可以看到LeetCode原题链接、题解代码、题解文章链接、同类题目归纳、通用解法总结等，还可以看到原题出现频率和相关企业等重要信息。如果有其他优选题解，还可以一同分享给他人。

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欢迎各位勇者来到力扣新手村，在开始试炼之前，请各位勇者先进行「宝石补给」。

每位勇者初始都拥有一些能量宝石， gem[i] 表示第 i 位勇者的宝石数量。现在这些勇者们进行了一系列的赠送，operations[j] = [x, y] 表示在第 j 次的赠送中 第 x 位勇者将自己一半的宝石（需向下取整）赠送给第 y 位勇者。

在完成所有的赠送后，请找到拥有最多宝石的勇者和拥有最少宝石的勇者，并返回他们二者的宝石数量之差。

注意：

• 赠送将按顺序逐步进行。

示例 1：

输入：gem = [3,1,2], operations = [[0,2],[2,1],[2,0]]

输出：2

解释： 第 1 次操作，勇者 0 将一半的宝石赠送给勇者 2， gem = [2,1,3] 第 2 次操作，勇者 2 将一半的宝石赠送给勇者 1， gem = [2,2,2] 第 3 次操作，勇者 2 将一半的宝石赠送给勇者 0， gem = [3,2,1] 返回 3 - 1 = 2

示例 2：

输入：gem = [100,0,50,100], operations = [[0,2],[0,1],[3,0],[3,0]]

输出：75

解释： 第 1 次操作，勇者 0 将一半的宝石赠送给勇者 2， gem = [50,0,100,100] 第 2 次操作，勇者 0 将一半的宝石赠送给勇者 1， gem = [25,25,100,100] 第 3 次操作，勇者 3 将一半的宝石赠送给勇者 0， gem = [75,25,100,50] 第 4 次操作，勇者 3 将一半的宝石赠送给勇者 0， gem = [100,25,100,25] 返回 100 - 25 = 75

示例 3：

输入：gem = [0,0,0,0], operations = [[1,2],[3,1],[1,2]]

输出：0

提示：

• 2 <= gem.length <= 10^3
• 0 <= gem[i] <= 10^3
• 0 <= operations.length <= 10^4
• operations[i].length == 2
• 0 <= operations[i][0], operations[i][1] < gem.length

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解法 模拟

按照题目描述，首先遍历 $operations$ ，计算出赠予的宝石数量，然后直接在 $gem$ 数组上对两位勇者的宝石数增减相应的宝石数量。然后遍历 $gem$ 数组，计算出宝石数量最大值和最小值，计算差值后返回。

class Solution {
public:
    int giveGem(vector<int>& gem, vector<vector<int>>& operations) {
        for (auto &operation : operations) {
            int x = operation[0], y = operation[1];
            int number = gem[x] / 2;
            gem[x] -= number;
            gem[y] += number;
        }
        int mn = *min_element(gem.begin(), gem.end());
        int mx = *max_element(gem.begin(), gem.end());
        return mx - mn;
    }
};

复杂度分析：

• 时间复杂度：$O(m+n)$ ，其中 $m$ 是数组 $operations$ 的长度，$n$ 是数组 $gem$ 的长度。我们需要遍历两个数组各一次。
• 空间复杂度：$O(1)$ ，我们仅使用常数空间。