2023-06-20：给定一个长度为N的数组arr，arr[i]表示宝石的价值 你在某天遇到X价值的宝石， X价值如果是所有剩余宝石价值中的最小值，你会将该宝石送人 X价值如果不是所有剩余宝石价值中的

2023-06-20：给定一个长度为N的数组arr，arr[i]表示宝石的价值

你在某天遇到X价值的宝石，

X价值如果是所有剩余宝石价值中的最小值，你会将该宝石送人

X价值如果不是所有剩余宝石价值中的最小值，你会将该宝石放到所有宝石的最后

返回把宝石都送人需要多少天

比如arr = [3,1,4,3,1,2]

在第1天，你遇到了价值3的宝石，但是3并不是所有剩余宝石的价值最小值

所以你把3放在了所有宝石的最后，arr = [1,4,3,1,2,3]

在第2天，你遇到了价值1的宝石，1是所有剩余宝石的价值最小值

所以你把价值1的宝石送人，arr = [4,3,1,2,3]

在第3天，你把价值4的宝石放到最后，arr = [3,1,2,3,4]

在第4天，你把价值3的宝石放到最后，arr = [1,2,3,4,3]

在第5天，你送出了价值1的宝石，arr = [2,3,4,3]

在第6天，你送出了价值2的宝石，arr = [3,4,3]

在第7天，你送出了价值3的宝石，arr = [4,3]

在第8天，你把价值4的宝石放到最后，arr = [3,4]

在第9天，你送出了价值3的宝石，arr = [4]

在第10天，你送出了价值4的宝石，宝石已经没有了。

所以返回10。

1 <= N <= 10的5次方，

1 <= 宝石价值 <= 10的9次方。

来自TikTok美国笔试。

答案2023-06-20：

1.第一个方法(days1)使用了暴力的方式，通过遍历数组并移动宝石来模拟每一天的操作，直到所有宝石都被送出。时间复杂度较高。

2.第二个方法(days2)使用了更高效的算法。首先构建了一个支持查询累加和和最小值的数据结构（IndexTree和SegmentTree）。然后利用这些数据结构来计算送出所有宝石需要的天数。具体步骤如下：

2.1.初始化累加和数据结构(it)和最小值数据结构(st)。

2.2.设定起始位置(start)为1，找到剩余宝石中的最小值(find)。

2.3.计算从起始位置到最小值之间的宝石总数(daysCount)。

2.4.将最小值送出，更新累加和数据结构(it)和最小值数据结构(st)。

2.5.更新起始位置(start)为最小值。

2.6.重复上述步骤直到所有宝石都被送出。

2.7.返回送出宝石所需的天数。

时间复杂度和空间复杂度如下：

方法1（days1）：

• 时间复杂度：$O(N^2)$，其中N是宝石数组的长度。需要遍历数组N次，并且在每次操作中需要移动宝石，移动的次数也达到了N次。
• 空间复杂度：O(N)，需要额外的存储空间来存储宝石数组。

方法2（days2）：

• 时间复杂度：$O(N * (logN)^2)$，其中N是宝石数组的长度。构建IndexTree和SegmentTree所需的时间复杂度为O(N * logN)。每次查询最小值的时间复杂度为O(logN)，总共进行N次查询。因此，总的时间复杂度为$O(N * (logN)^2)$。
• 空间复杂度：O(N)，需要额外的存储空间来构建IndexTree和SegmentTree。

综上所述，方法1的时间复杂度为$O(N^2)$，方法2的时间复杂度为$O(N * (logN)^2)$。在时间复杂度上，方法2优于方法1。方法1的空间复杂度为O(N)，方法2的空间复杂度为O(N)。在空间复杂度上，两种方法相同。

go完整代码如下：

package main

import (
	"fmt"
	"math"
	"math/rand"
	"time"
)

// 暴力方法
// 为了验证
func days1(diamonds []int) int {
	arr := make([]int, len(diamonds))
	copy(arr, diamonds)
	ans := 0
	for len(arr) > 0 {
		ans++
		deal(&arr)
	}
	return ans
}

// 暴力方法
// 为了验证
func deal(arr *[]int) {
	head := (*arr)[0]
	*arr = (*arr)[1:]
	min := head
	for _, num := range *arr {
		min = int(math.Min(float64(min), float64(num)))
	}
	if head > min {
		*arr = append(*arr, head)
	}
}

// 正式方法
// 时间复杂度O(N * (logN)的平方)
func days2(diamonds []int) int {
	// n : 位置
	n := len(diamonds)
	// 1 ~ n : 1
	it := NewIndexTree(n)
	//  7 6 2...
	//  1 2 3....
	st := NewSegmentTree(diamonds)
	days := 0
	find, start := 1, 1
	for it.SumRange(1, n) != 0 {
		// start ..... find(后续....最小值，最左的位置)
		find = findMin(st, start, n)
		days += daysCount(it, start, find, n)
		//  1
		// find
		it.Add(find, -1)
		st.Update(find, math.MaxInt32)
		start = find
	}
	return days
}

func findMin(st *SegmentTree, start, n int) int {
	// start....n 左部分  1 ~ start-1 右
	var l, r, min = n, 1, st.Min(1, n)
	if st.Min(start, n) == min {
		l = start
		r = n
	} else {
		l = 1
		r = start - 1
	}
	var m, ans = -1, -1
	for l <= r {
		m = (l + r) / 2
		if st.Min(l, m) == min {
			ans = m
			r = m - 1
		} else {
			l = m + 1
		}
	}
	return ans
}

func daysCount(it *IndexTree, start, find, n int) int {
	if start <= find {
		return it.SumRange(start, find)
	} else {
		return it.SumRange(start, n) + it.SumRange(1, find)
	}
}

// 支持查询累加和
type IndexTree struct {
	tree []int
	n    int
}

func NewIndexTree(size int) *IndexTree {
	it := &IndexTree{
		tree: make([]int, size+1),
		n:    size,
	}
	for i := 1; i <= size; i++ {
		it.Add(i, 1)
	}
	return it
}

func (it *IndexTree) Sum(i int) int {
	ret := 0
	for i > 0 {
		ret += it.tree[i]
		i -= i & -i
	}
	return ret
}

func (it *IndexTree) SumRange(l, r int) int {
	return it.Sum(r) - it.Sum(l-1)
}

func (it *IndexTree) Add(i, d int) {
	for i <= it.n {
		it.tree[i] += d
		i += i & -i
	}
}

// 支持查询最小值
type SegmentTree struct {
	n   int
	min []int
}

func NewSegmentTree(arr []int) *SegmentTree {
	n := len(arr)
	st := &SegmentTree{
		n:   n,
		min: make([]int, (n+1)<<2),
	}
	for i := 1; i <= n; i++ {
		st.Update(i, arr[i-1])
	}
	return st
}

func (st *SegmentTree) Update(i, v int) {
	st.update(i, i, v, 1, st.n, 1)
}

func (st *SegmentTree) update(L, R, C, l, r, rt int) {
	if L <= l && r <= R {
		st.min[rt] = C
		return
	}
	mid := (l + r) >> 1
	if L <= mid {
		st.update(L, R, C, l, mid, rt<<1)
	}
	if R > mid {
		st.update(L, R, C, mid+1, r, rt<<1|1)
	}
	st.pushUp(rt)
}

func (st *SegmentTree) pushUp(rt int) {
	st.min[rt] = int(math.Min(float64(st.min[rt<<1]), float64(st.min[rt<<1|1])))
}

func (st *SegmentTree) Min(l, r int) int {
	return st.minQuery(l, r, 1, st.n, 1)
}

func (st *SegmentTree) minQuery(L, R, l, r, rt int) int {
	if L <= l && r <= R {
		return st.min[rt]
	}
	mid := (l + r) >> 1
	ans := math.MaxInt32
	if L <= mid {
		ans = int(math.Min(float64(ans), float64(st.minQuery(L, R, l, mid, rt<<1))))
	}
	if R > mid {
		ans = int(math.Min(float64(ans), float64(st.minQuery(L, R, mid+1, r, rt<<1|1))))
	}
	return ans
}

// 为了测试
func randomArray(n, v int) []int {
	arr := make([]int, n)
	for i := 0; i < n; i++ {
		arr[i] = rand.Intn(v)
	}
	return arr
}

// 为了测试
func main() {
	rand.Seed(time.Now().UnixMilli())
	fmt.Println("例子测试开始")
	arr := []int{3, 1, 4, 3, 1, 2}
	fmt.Println(days1(arr))
	fmt.Println(days2(arr))
	fmt.Println("例子测试结束")

	N := 100
	V := 100000
	testTimes := 1000
	fmt.Println("随机测试开始")
	for i := 0; i < testTimes; i++ {
		n := rand.Intn(N) + 1
		diamonds := randomArray(n, V)
		ans1 := days1(diamonds)
		ans2 := days2(diamonds)
		if ans1 != ans2 {
			fmt.Println("出错了!")
		}
	}
	fmt.Println("随机测试结束")

	fmt.Println("性能测试开始")
	n := 100000
	v := 1000000000
	diamonds := randomArray(n, V)
	fmt.Println("宝石数量 : ", n)
	fmt.Println("价值范围 : ", v)
	start := time.Now()
	days2(diamonds)
	end := time.Now()
	fmt.Println("运行时间 : ", end.Sub(start).Milliseconds(), " 毫秒")
	fmt.Println("性能测试结束")
}

rust完整代码如下：

use std::cmp;
use std::time::SystemTime;

struct IndexTree {
    tree: Vec<i64>,
    n: i64,
}

impl IndexTree {
    fn new(size: i64) -> IndexTree {
        let tree = vec![0; (size + 1) as usize];
        let mut it = IndexTree {
            tree: tree,
            n: size,
        };
        for i in 1..=size {
            it.add(i, 1);
        }
        it
    }

    fn sum(&self, mut i: i64) -> i64 {
        let mut ret = 0;
        while i > 0 {
            ret += self.tree[i as usize];
            i -= i & -i;
        }
        ret
    }

    fn sum_range(&self, l: i64, r: i64) -> i64 {
        self.sum(r) - self.sum(l - 1)
    }

    fn add(&mut self, mut i: i64, d: i64) {
        while i <= self.n {
            self.tree[i as usize] += d;
            i += i & -i;
        }
    }
}

struct SegmentTree {
    n: i64,
    min: Vec<i64>,
}

impl SegmentTree {
    fn new(arr: &[i64]) -> SegmentTree {
        let n = arr.len() as i64;
        let min = vec![0; ((n + 1) << 2) as usize];
        let mut st = SegmentTree { n: n, min: min };
        for i in 1..=n {
            st.update(i, arr[(i - 1) as usize]);
        }
        st
    }

    fn update(&mut self, i: i64, v: i64) {
        self.update_segment(i, i, v, 1, self.n, 1);
    }

    fn update_segment(&mut self, L: i64, R: i64, C: i64, l: i64, r: i64, rt: i64) {
        if L <= l && r <= R {
            self.min[rt as usize] = C;
            return;
        }
        let mid = (l + r) >> 1;
        if L <= mid {
            self.update_segment(L, R, C, l, mid, rt << 1);
        }
        if R > mid {
            self.update_segment(L, R, C, mid + 1, r, rt << 1 | 1);
        }
        self.push_up(rt);
    }

    fn push_up(&mut self, rt: i64) {
        self.min[rt as usize] = cmp::min(
            self.min[(rt << 1) as usize],
            self.min[(rt << 1 | 1) as usize],
        );
    }

    fn min_query(&self, L: i64, R: i64, l: i64, r: i64, rt: i64) -> i64 {
        if L <= l && r <= R {
            return self.min[rt as usize];
        }
        let mid = (l + r) >> 1;
        let mut ans = i64::MAX;
        if L <= mid {
            ans = cmp::min(ans, self.min_query(L, R, l, mid, rt << 1));
        }
        if R > mid {
            ans = cmp::min(ans, self.min_query(L, R, mid + 1, r, rt << 1 | 1));
        }
        ans
    }

    fn min(&self, l: i64, r: i64) -> i64 {
        self.min_query(l, r, 1, self.n, 1)
    }
}

fn days1(diamonds: &mut [i64]) -> i64 {
    let mut arr = diamonds.to_vec();
    let mut ans = 0;
    while !arr.is_empty() {
        ans += 1;
        deal(&mut arr);
    }
    ans
}

fn deal(arr: &mut Vec<i64>) {
    let head = arr.remove(0);
    let mut min0 = head;
    for a in arr.iter() {
        min0 = min0.min(*a);
    }
    if head > min0 {
        arr.push(head);
    }
}

fn days2(diamonds: &[i64]) -> i64 {
    let n = diamonds.len() as i64;
    let mut it = IndexTree::new(n);
    let mut st = SegmentTree::new(diamonds);
    let mut days = 0;
    let mut find = 1;
    let mut start = 1;
    while it.sum_range(1, n) != 0 {
        find = find_min(&st, start, n);
        days += days_count(&it, start, find, n);
        it.add(find, -1);
        st.update(find, i64::MAX);
        start = find;
    }
    days
}

fn find_min(st: &SegmentTree, start: i64, n: i64) -> i64 {
    let (mut l, mut r, mut min) = (n, 1, st.min(1, n));
    if st.min(start, n) == min {
        l = start;
        r = n;
    } else {
        l = 1;
        r = start - 1;
    }
    let (mut m, mut ans) = (-1, -1);
    while l <= r {
        m = (l + r) >> 1;
        if st.min(l, m) == min {
            ans = m;
            r = m - 1;
        } else {
            l = m + 1;
        }
    }
    ans
}

fn days_count(it: &IndexTree, start: i64, find: i64, n: i64) -> i64 {
    if start <= find {
        it.sum_range(start, find)
    } else {
        it.sum_range(start, n) + it.sum_range(1, find)
    }
}

fn random_array(n: i64, v: i64) -> Vec<i64> {
    let mut arr = vec![0; n as usize];
    for i in 0..n {
        arr[i as usize] = ((rand::random::<i64>() % v) + v) % v;
    }
    arr
}

fn main() {
    let now = SystemTime::now();

    println!("例子测试开始");
    let arr = vec![3, 1, 4, 3, 1, 2];
    println!("{}", days1(&mut arr.to_vec()));
    println!("{}", days2(&arr));
    println!("例子测试结束");

    let n = 100;
    let v = 100000;
    let test_times = 1000;
    println!("随机测试开始");
    for _ in 0..test_times {
        let n = ((rand::random::<i64>() % n) + n) % n + 1;
        let diamonds = random_array(n, v);
        let ans1 = days1(&mut diamonds.clone());
        let ans2 = days2(&diamonds);
        if ans1 != ans2 {
            println!("出错了!");
        }
    }
    println!("随机测试结束");

    println!("性能测试开始");
    let n = 100000;
    let v = 1000000000;
    let diamonds = random_array(n, v);
    println!("宝石数量 : {}", n);
    println!("价值范围 :  {}", v);
    let start = SystemTime::now();
    days2(&diamonds);
    let end = SystemTime::now();
    println!(
        "运行时间 : {} 毫秒",
        end.duration_since(start).unwrap().as_millis()
    );

    println!("性能测试结束");
}