|
| 1 | +package me.meet.leetcode.medium; |
| 2 | + |
| 3 | +import java.util.ArrayList; |
| 4 | +import java.util.HashMap; |
| 5 | +import java.util.List; |
| 6 | +import java.util.Map; |
| 7 | + |
| 8 | +public final class BeautifulArray { |
| 9 | + private BeautifulArray() { |
| 10 | + } |
| 11 | + /** |
| 12 | + * 932. Beautiful Array |
| 13 | + * For some fixed `N`, an array `A` is *beautiful* if it is a permutation of the integers `1, 2, ..., N`, such that: |
| 14 | + * For every i < j, there is no k with i < k < j such that A[k] * 2 = A[i] + A[j]. |
| 15 | + * Given N, return any beautiful array A. (It is guaranteed that one exists.) |
| 16 | + * |
| 17 | + * Example 1: |
| 18 | + * Input: 4 |
| 19 | + * Output: [2,1,4,3] |
| 20 | + * |
| 21 | + * Example 2: |
| 22 | + * Input: 5 |
| 23 | + * Output: [3,1,2,5,4] |
| 24 | + * |
| 25 | + * Note: |
| 26 | + * 1 <= N <= 1000 |
| 27 | + */ |
| 28 | + /** |
| 29 | + * 漂亮数组 |
| 30 | + * 对于某些固定的 N,如果数组 A 是整数 1, 2, ..., N 组成的排列,使得: |
| 31 | + * 对于每个 i < j,都不存在 k 满足 i < k < j 使得 A[k] * 2 = A[i] + A[j]。 |
| 32 | + * 那么数组 A 是漂亮数组。 |
| 33 | + * 给定 N,返回任意漂亮数组 A(保证存在一个)。 |
| 34 | + * |
| 35 | + * 示例 1: |
| 36 | + * 输入:4 |
| 37 | + * 输出:[2,1,4,3] |
| 38 | + * |
| 39 | + * 示例 2: |
| 40 | + * 输入:5 |
| 41 | + * 输出:[3,1,2,5,4] |
| 42 | + * |
| 43 | + * 提示: |
| 44 | + * 1 <= N <= 1000 |
| 45 | + */ |
| 46 | + /** |
| 47 | + * 思路: |
| 48 | + * 这道题定义了一种漂亮数组,说的是在任意两个数字之间,不存在一个正好是这两个数之和的一半的数字,现在让返回长度是N的一个漂亮数组,注意这里长度是N的漂亮数组一定是由1到N之间的数字组成的,每个数字都会出现,而且一定存在这样的漂亮数组。博主刚开始时是没什么头绪的,想着总不会是要遍历所有的排列情况,然后对每个情况去验证是否是漂亮数组的吧,想想都觉得很不高效,于是就放弃挣扎,直接逛论坛了。不出意外,最高票的还是你李哥,居然提出了逆天的线性时间的解法,献上膝盖,怪不得有网友直接要 Venmo 号立马打钱,LOL~ 这道题给了提示说是要用分治法来做,但是怎么分是这道题的精髓,若只是普通的对半分,那么在 merge 的时候还是要验证是否是漂亮数组,麻烦! |
| 49 | + * 但若按奇偶来分的话,那就非常的叼了,因为奇数加偶数等于奇数,就不会是任何一个数字的2倍了。这就是奇偶分堆的好处,这时任意两个数字肯定不能分别从奇偶堆里取了,那可能你会问,奇数堆会不会有三个奇数打破这个规则呢? |
| 50 | + * 只要这个奇数堆是从一个漂亮数组按固定的规则变化而来的,就能保证一定也是漂亮数组,因为对于任意一个漂亮数组,若对每个数字都加上一个相同的数字,或者都乘上一个相同的数字,则一定还是漂亮数组,因为数字的之间的内在关系并没有改变。 |
| 51 | + * 明白了上面这些,基本就可以解题了,假设此时已经有了一个长度为n的漂亮数组,如何将其扩大呢?可以将其中每个数字都乘以2并加1,就都会变成奇数,并且这个奇数数组还是漂亮的,然后再将每个数字都乘以2,那么都会变成偶数,并且这个偶数数组还是漂亮的,两个数组拼接起来,就会得到一个长度为 2n 的漂亮数组。 |
| 52 | + * 就是这种思路,可以从1开始,1本身就是一个漂亮数组,然后将其扩大,注意这里要卡一个N,不能让扩大的数组长度超过N,只要在变为奇数和偶数时加个判定就行了,将不大于N的数组加入到新的数组中, |
| 53 | + */ |
| 54 | + static int[] beautifulArray(int n) { |
| 55 | + List<Integer> res = new ArrayList<>(); |
| 56 | + res.add(1); |
| 57 | + for (; res.size() < n; ) { |
| 58 | + List<Integer> tmp = new ArrayList<>(); |
| 59 | + for (Integer i : res) { |
| 60 | + int num = i * 2 - 1; |
| 61 | + if (num <= n) { |
| 62 | + tmp.add(num); |
| 63 | + } |
| 64 | + } |
| 65 | + for (Integer i : res) { |
| 66 | + int num = i * 2; |
| 67 | + if (num <= n) { |
| 68 | + tmp.add(num); |
| 69 | + } |
| 70 | + } |
| 71 | + res = tmp; |
| 72 | + } |
| 73 | + return res.stream().mapToInt(Integer::valueOf).toArray(); |
| 74 | + } |
| 75 | + |
| 76 | + static int[] beautifulArray1(int n) { |
| 77 | + return f(n); |
| 78 | + } |
| 79 | + |
| 80 | + final static Map<Integer, int[]> memo = new HashMap<>(); |
| 81 | + |
| 82 | + private static int[] f(int n) { |
| 83 | + if (memo.containsKey(n)) { |
| 84 | + return memo.get(n); |
| 85 | + } |
| 86 | + int[] ans = new int[n]; |
| 87 | + if (1 == n) { |
| 88 | + ans[0] = 1; |
| 89 | + } else { |
| 90 | + int t = 0; |
| 91 | + for (int x : f((n + 1) / 2)) { // odds |
| 92 | + ans[t++] = 2 * x - 1; |
| 93 | + } |
| 94 | + for (int x : f(n / 2)) { // evens |
| 95 | + ans[t++] = 2 * x; |
| 96 | + } |
| 97 | + } |
| 98 | + memo.put(n, ans); |
| 99 | + return ans; |
| 100 | + } |
| 101 | + |
| 102 | + private static void testBeautifulArray() { |
| 103 | + int n = 5; |
| 104 | + int[] ans1 = beautifulArray(n); |
| 105 | + for (int i : ans1) { |
| 106 | + System.out.print(i); |
| 107 | + } |
| 108 | + System.out.println(); |
| 109 | + |
| 110 | + int[] ans2 = beautifulArray1(n); |
| 111 | + for (int i : ans2) { |
| 112 | + System.out.print(i); |
| 113 | + } |
| 114 | + } |
| 115 | + |
| 116 | + public static void main(String[] args) { |
| 117 | + testBeautifulArray(); |
| 118 | + } |
| 119 | +} |
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