LeetCode双周赛#34

5492. 分割字符串的方案数 #组合公式 #乘法原理 #区间分割

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题意

给定01二进制串\(s\)，可将\(s\)分割为三个非空 字符串\(s_1,s_2,s_3\)，即(\(s_1+s_2+s_3=s\))。现要你求出分割\(s\)的方案数，保证\(s_1,s_2,s_3\)中字符1的数目相同（对\(1e9+7\)取模），他们的长度不一定相等

分析

举个例子，01100011000101串，可以知道三个子串必须包含2个'1'，我们观察到左子串的界限，可以如下划分：011|00011000101、0110|0011000101、01100|011000101、011000|11000101，共四种划分方案；同理对于右子串，共有四种划分方案。当我们将左右子串由于中间子串的间隔，使得左右子串的确定不会相互影响，同时中间子串也相应确定下来，通过乘法原理，总方案数=左子串划分方案数\(\times\)右子串划分方案数=16。

然而，别忘了诸如00000等只包含'0'的串，三子串的划分确定会相互影响，比如0|000|0、000|0|0等，此时我们可以用高中所学排列组合的“挡板法”确定下来，即串长为\(n\)，有\(n-1\)空位，可以插入两个挡板，即\(C^2_{n-1}\)。

typedef long long ll;
class Solution {
private:
    int sum[100005];
    const int MOD = 1e9 + 7;
public:
    int numWays(string s) {
        int n = s.size();
        for (int i = 0; i < n; i++) //利用前缀和统计1的数目
            sum[i + 1] = sum[i + 1 - 1] + (s[i] == '1');
        if(sum[n] == 0){ //特判全部为0的串
            ll ans = (ll)(n - 1) * (ll)(n - 2)  / (ll)2;
            return ans % MOD;
        }
        if(sum[n] % 3 != 0) return 0; //特判不含有3的整数倍的串，无法分割
        else{
            int diff = sum[n] / 3; //确定每个子串中的'1'数量
            ll a = 0, b = 0;
            for (int i = 1; i <= n - 2; i++) //确定左子串可拓展的长度
                if(sum[i] == diff) a++;
            for (int i = n; i >= 2; i--) //确定右子串可拓展的长度
                if(sum[n] - sum[i - 1] == diff) b++;
            ll ans = (a % MOD) * (b % MOD); //乘法原理
            return ans % MOD;
        }
    }
};

5493. 删除最短的子数组使剩余数组有序 #归并排序 #区间分割

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题意

给定整数数组arr ，你需要删除一个子数组（原数组中连续的一个子序列，可以为空），使得arr中剩下的元素是 非递减的。现要你求出满足题目要求的最短子数组的长度。

分析

感谢@Liuyh思路。

题目要求只能删除一个子数组，也就说子数组内部存在一小段是非递减的，但也必须要删去。一般地，我们一定是从数组中间部分进行删除（只删除左部分或只删除右部分属于退化情况），即[....|XXXX|....]（X表示要删除的部分）。 删除中间的子数组(并不代表最终删除子数组)，意味着剩余前后两个子数组都符合非递减，这一操作需要前后两个指针，分别将两数组边界确定下来。代码中左子数组为[0, lo]，而右子数组为[hi, len-1]。比如原数组[1,2,3,10,4,2,3,5]，确定出左子数组 [1,2,3,10]，lo指向10，右子数组[2, 3, 5]。中间数组删除长度为\(hi-lo+1\)

现在我们要合并上述两个子数组，需要用到归并排序的思想，一旦发现右子数组比左子数组还大的元素，其中一个元素给舍弃掉（无需考虑是删除左数组的还是右数组的）。举个例子：

• [1,2,3,10]、[2,3,5]
• 由于1<2，此时[2,3,10]、[2,3,5]；
• 由于2<=2，此时[3,10]、[2,3,5]
• 由于3>2，舍弃右子数组的2，左子数组跳过3，ans++，此时[10]、[3,5]
• 由于10>3，舍弃10，得到 []、[5]，算法结束。

class Solution {
public:
    int findLengthOfShortestSubarray(vector<int>& arr) {
        int lo = 0, len = arr.size(), hi = arr.size() - 1;
        if(len == 1) return 0; //特判：一个元素就无需删除了
        while(lo + 1 < len && arr[lo] <= arr[lo + 1]) lo++;
        //开始分割，确定左区间的右端点，注意，是往后递推，这样能够保证lo最终指向的依然是非降左子序列的右端点
        if(lo + 1 == len) return 0; //说明原数组是个非降序列，直接返回0
        while(lo < hi &&  arr[hi - 1] <= arr[hi]) hi--;
        if(hi == lo && hi == 0) return len - 1; //说明原数组是完全递减区间

        int ans = hi - lo - 1; //统计分割出来的区间
        int i = 0, j = hi; 

        while(i <= lo && j < len){ //合并区间
            if(arr[i] <= arr[j]) i++; //以左序列为基准
            else if(arr[i] > arr[j]){ //因为题目要求从左至右递增
                i++; j++;//注意!一定是两个指针同时前进，因为你不知道哪个子数组影响最终结果
                ans++;
            }
        }
        return ans;
    }
};

5494. 统计所有可行路径 #记忆化搜索

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题意

有若干个城市，第i个城市有location[i]值。给定你城市出发起点start、目的地城市finish、初始汽油总量fuel。每当你从城市j移动到城市i时，消耗的油量为|location[j] - location[i]|。你要保证剩余的油量非负，方能移动到其他城市。同时，你可以经过任意城市超过一次（包括start和finish）。现要你求出从start到finish可能路径的数目(需取模)

分析

观察到数据范围\(fuel\leq200\)及\(locations.len\leq100\)，直接记忆化搜索即可。但注意，尽管你此时到达了finish城市，只要你油量足够，仍能够移动到其他城市。

dp[i][j]表示当前起点为i，剩余油量j的总方案数。

要注意，我直接把dp数组放到全局变量的时候，出锅了不少qaq，别忘了在类内要对这个全局变量初始化一下，同时记忆化搜索一般赋值为-1较为稳妥。

typedef long long ll;
int dp[105][205];
const int MOD = 1e9 + 7;
class Solution {
public:
    int dfs(vector<int>& locations, int start, int finish, int fuel){
        if(dp[start][fuel] != -1) return dp[start][fuel];
        ll ans = 0; int len = locations.size();
        if(start == finish) ans++;
        for (int i = 0; i < len; i++){
            int diff = abs(locations[i] - locations[start]);
            if(start == i) continue;
            if(fuel - diff >= 0){
                ans = (ans + dfs(locations, i, finish, fuel - diff)) % MOD;
            }
        }
        dp[start][fuel] = (ans % MOD);
        return dp[start][fuel];
    }
    int countRoutes(vector<int>& locations, int start, int finish, int fuel) {
        memset(dp, -1, sizeof(dp));
        return dfs(locations, start, finish, fuel);
    }
};