1760. 袋子里最少数目的球

1760. 袋子里最少数目的球

 1760. 袋子里最少数目的球

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给你一个整数数组 nums ,其中 nums[i] 表示第 i 个袋子里球的数目。同时给你一个整数 maxOperations

你可以进行如下操作至多 maxOperations 次:

  • 选择任意一个袋子,并将袋子里的球分到 2 个新的袋子中,每个袋子里都有 正整数 个球。
    • 比方说,一个袋子里有 5 个球,你可以把它们分到两个新袋子里,分别有 1 个和 4 个球,或者分别有 2 个和 3 个球。

你的开销是单个袋子里球数目的 最大值 ,你想要 最小化 开销。

请你返回进行上述操作后的最小开销。

示例 1:

输入:nums = [9], maxOperations = 2
输出:3
解释:
- 将装有 9 个球的袋子分成装有 6 个和 3 个球的袋子。[9] -> [6,3] 。
- 将装有 6 个球的袋子分成装有 3 个和 3 个球的袋子。[6,3] -> [3,3,3] 。
装有最多球的袋子里装有 3 个球,所以开销为 3 并返回 3 。

示例 2:

输入:nums = [2,4,8,2], maxOperations = 4
输出:2
解释:
- 将装有 8 个球的袋子分成装有 4 个和 4 个球的袋子。[2,4,8,2] -> [2,4,4,4,2] 。
- 将装有 4 个球的袋子分成装有 2 个和 2 个球的袋子。[2,4,4,4,2] -> [2,2,2,4,4,2] 。
- 将装有 4 个球的袋子分成装有 2 个和 2 个球的袋子。[2,2,2,4,4,2] -> [2,2,2,2,2,4,2] 。
- 将装有 4 个球的袋子分成装有 2 个和 2 个球的袋子。[2,2,2,2,2,4,2] -> [2,2,2,2,2,2,2,2] 。
装有最多球的袋子里装有 2 个球,所以开销为 2 并返回 2 。

示例 3:

输入:nums = [7,17], maxOperations = 2
输出:7

提示:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= maxOperations, nums[i] <= 10^9

函数签名:

func minimumSize(nums []int, maxOperations int) int

分析

二分搜索

需要转化成判定问题:对于一个给定的成本 x,遍历数组,拆分 > x 的数字,统计总共拆分的次数是否 <= maxOperations 即可。

朴素实现如下:

func minimumSize(nums []int, maxOperations int) int {
    check := func(x int) bool {
        opers := 0
        for _, v := range nums {
            opers += (v-1)/x
        }
        return opers <= maxOperations
    }

    for x := 1; x <= 1e9; x++ { // 1e9 actually should be max(nums)
        if check(x) {
            return x
        }
    }
    return -1
}

时间复杂度:O(n*max),空间复杂度O(1),其中 n 指数组长度,max 指数组中的最大元素。

实际上,check 具有单调性,显然 x 较小时一直返回 false,在某个临界点后一直返回 true,实际就是求该临界点,朴素实现改为二分搜索:

func minimumSize(nums []int, maxOperations int) int {
    check := func(x int) bool {
        opers := 0
        for _, v := range nums {
            opers += (v-1)/x
        }
        return opers <= maxOperations
    }

    lo, hi := 1, int(1e9)+1
    for lo < hi {
        mid := (lo+hi)/2
        if check(mid) {
            hi = mid
        } else {
            lo = mid+1
        }
    }
    return lo
}

改用标准库,简化代码:

func minimumSize(nums []int, maxOperations int) int {
    return 1 + sort.Search(1e9, func(x int) bool {
        opers := 0
        for _, v := range nums {
            opers += (v-1) / (x+1)
        }
        return opers <= maxOperations
    })
}

时间复杂度降为:O(n*logmax),空间复杂度不变,仍然为常数级。