Skip to content

Latest commit

 

History

History
executable file
·
188 lines (137 loc) · 6.47 KB

945.md

File metadata and controls

executable file
·
188 lines (137 loc) · 6.47 KB

题目描述

给定整数数组 A,每次 move 操作将会选择任意 A[i],并将其递增 1

返回使 A 中的每个值都是唯一的最少操作次数。

示例 1:

输入:[1,2,2]
输出:1
解释:经过一次 move 操作,数组将变为 [1, 2, 3]。

示例 2:

输入:[3,2,1,2,1,7]
输出:6
解释:经过 6 次 move 操作,数组将变为 [3, 4, 1, 2, 5, 7]。
可以看出 5 次或 5 次以下的 move 操作是不能让数组的每个值唯一的。

提示:

  1. 0 <= A.length <= 40000
  2. 0 <= A[i] < 40000

一、排序O(nlogn)

逻辑:先排序,再依次遍历数组元素,若当前元素小于等于它前一个元素,则将其变为前一个数+1。

class Solution {
    public int minIncrementForUnique(int[] A) {
        // 先排序
        Arrays.sort(A);
        int move = 0;
        // 遍历数组,若当前元素小于等于它的前一个元素,则将其变为前一个数+1
        for (int i = 1; i < A.length; i++) {
            if (A[i] <= A[i - 1]) {
              	//存储修改数字之前的值
                int pre = A[i];
                A[i] = A[i - 1] + 1;
              	//计算改变后差值
                move += A[i] - pre;
            }
        }
        return move;
    }
}

二、计数排序O(N)

class Solution {
    public int minIncrementForUnique(int[] A) {
        // counter数组统计每个数字的个数。
        //(这里为了防止下面遍历counter的时候每次都走到40000,所以设置了一个max,这个数据量不设也行,再额外设置min也行)
        int[] counter = new int[40001];
        int max = -1;
        for (int num: A) {
            counter[num]++;
            max = Math.max(max, num);
        }
        
        // 遍历counter数组,若当前数字的个数cnt大于1个,则只留下1个,其他的cnt-1个后移
        int move = 0;
        for (int num = 0; num <= max; num++) {
            if (counter[num] > 1) {
              	//当前位置数字,只保留一位
                int d = counter[num] - 1;
                move += d;
              	//将多余的重复数字,批量向后移动一位
                counter[num + 1] += d;
            }
        }
        // 最后, counter[max+1]里可能会有从counter[max]后移过来的,
      	// counter[max+1]里只留下1个,其它的d个后移。
        // 设 max+1 = x,那么后面的d个数就是[x+1,x+2,x+3,...,x+d],
        // 因此操作次数是[1,2,3,...,d],用求和公式求和。等差数组求和即可
        int n = counter[max + 1] - 1;
        move += (1 + n) * n / 2;
        return move;
    }
}

**注:**等差数组前$n$项和: $$ S_{n}=\frac{n \left( a_{1}+a_{n}\right)}{2} $$

三、线性探测法O(N) (含路径压缩)

这道题换句话说,就是需要把原数组映射到一个地址不冲突的区域,映射后的地址不小于原数组对应的元素。 比如[3, 2, 1, 2, 1, 7]就映射成了[3, 2, 1, 4, 5, 7]

这道题目其实和解决hash冲突的线性探测法比较相似! 如果地址冲突了,会探测它的下一个位置,如果下一个位置还是冲突,继续向后看,直到第一个不冲突的位置为止。

关键点:

因为直接线性探测可能会由于冲突导致反复探测耗时太长,因此我们可以考虑探测的过程中进行路径压缩。怎么路径压缩呢?就是经过某条路径最终探测到一个空位置x后,将这条路径上的值都变成空位置所在的下标x,那么假如下次探测的点又是这条路径上的点,则可以直接跳转到这次探测到的空位置x,从x开始继续探测。

下面用样例2:[3, 2, 1, 2, 1, 7],来模拟一遍线性探测的过程.

step1: 插入3:

image.png

因为3的位置是空的,所以直接放入3即可。(此时数组变成了上图,红色表示本次的更改)

step2: 插入2:

image.png

因为2的位置是空的,所以直接放入2即可。(此时数组变成了上图,红色表示本次的更改)

step3: 插入1:

image.png

因为1的位置是空的,所以直接放入1即可。(此时数组变成了上图,红色表示本次的更改)

step4: 插入2:

image.png

此时我们发现2的位置已经有值了,于是继续向后探测,直到找到空位4,于是2映射到了4。 并且!!我们要对刚刚走过的路径2->3->4进行压缩,即将他们的值都设置为本次探测到的空位4(那么下次探测就可以直接从4往后找了)。(此时数组变成了上图,红色表示本次的更改)

step5: 插入1:

image.png

此时我们发现1的位置已经有值了,于是向后探测,探测到了2,发现2的位置也有值了,但是由于2在上次的过程中存了上次的空位4,所以我们直接跳转到4+1即从5开始探测就行了(而不需要重复走一遍2->3->4这条路径喽!),此时我们发现5是个空位,因此将1映射到5,并且对与刚刚走过的路径1->2->5进行路径压缩即使其都映射到5!(此时数组变成了上图,红色表示本次的更改)

step6: 插入7:

image.png

因为7的位置是空的,所以直接放入7即可。(此时数组变成了上图,红色表示本次的更改)

class Solution {
    int[] pos = new int [80000];
    public int minIncrementForUnique(int[] A) {
        Arrays.fill(pos, -1); // -1表示空位
        int move = 0;
        // 遍历每个数字a对其寻地址得到位置b, b比a的增量就是操作数。
        for (int a: A) {
            int b = findPos(a); 
            move += b - a;
        }
        return move;
    }
    
    // 线性探测寻址(含路径压缩)
    private int findPos(int a) {
        int b = pos[a];
        // 如果a对应的位置pos[a]是空位,直接放入即可。
        if (b == -1) { 
            pos[a] = a;
            return a;
        }
        // 否则向后寻址
        // 因为pos[a]中标记了上次寻址得到的空位,因此从pos[a]+1开始寻址就行了(不需要从a+1开始)。
        b = findPos(b + 1); 
        // 寻址后的新空位要重新赋值给pos[a]哦,路径压缩就是体现在这里。
        pos[a] = b; 
        return b;
    }
}