LeetCode双周赛#35

1589. 所有排列中的最大和 #差分 #贪心

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题意

给定整数数组nums，以及查询数组requests，其中requests[i] = [starti, endi] 。第i个查询求 nums[starti] + nums[starti + 1] + ... + nums[endi - 1] + nums[endi] 的结果 。

你可以任意排列 nums 中的数字，请你返回所有查询结果之和的最大值,请将答案对 109 + 7 取余 后返回。

分析

我们先离线获得需要查询的区间，并统计该查询涉及端点的出现次数（也就是频数）。显然由贪心思想，我们要想答案尽可能地大，就应该将值更大的元素安排到出现次数更多的端点上，即高频数\(\times\)大元素。

typedef long long ll;
const int MAXN = 1e5 + 5;
const int MOD = 1e9 + 7;
class Solution {
private:
    int cf[MAXN];
    vector<int> used;
public:
    int maxSumRangeQuery(vector<int>& nums, vector<vector<int>>& requests) {
        for (int i = 0; i < requests.size(); i++){
            int a = requests[i][0], b = requests[i][1];
            cf[a]++;
            cf[b + 1]--;
        }
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++){
            sum += cf[i];
            used.push_back(sum);
        }
        sort(used.begin(), used.end(), greater<int>());
        sort(nums.begin(), nums.end(), greater<int>());
        ll ans = 0;
        for (int i = 0; i < used.size(); i++){
            ans += ((ll)used[i] * (ll)nums[i]);
        }
        return ans % MOD;
    }
};

1590. 使数组和能被 P 整除 #前缀和 #哈希表

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题意

给定正整数数组 nums，请你移除 最短 子数组（即原数组中连续的一组元素，可以为 空），使得剩余元素的 和 能被 p 整除。 不允许 将整个数组都移除。要你返回需要移除的最短子数组的长度，如果无法满足题目要求，返回 -1 。

分析

令\(lastmod = \sum{nums}\ \%\ p\)，当\(lastmod==0\)显然无需操作，答案为0；当\(lastmod\not= 0\)，我们的问题接下来就变为从原数组中找到一个最短子数组，使得\(\sum{(该子数组)}\% p = lastmod\)，此时原数组剩余部分都能被\(p\)整除！

要求一段连续子数组之和，需要前缀和维护。不过注意这个和是经过模\(p\)运算处理的，这样是为了找到一段子数组模\(p\)加法运算得到上一段所说的\(lastmod\)。我们每遍历一个元素，就将其对应的模\(p\)前缀和\(curmod\)在哈希表中映射其对应位置，用于未来查询相应的\(targetMod\)的位置。如下图所示。

如何对当前\(i\)下已知的\(curmod\)求出对应的\(targetMod\)呢？当\(curmod \geq lastmod\)时，之前按下图所示，\(targetMod = curmod - lastmod\)；当\(curmod\leq lastmod\)时，就需要加上一个\(p\)，即\(targetMod = curmod - lastmod + p\)。上面两种情况合起来就是，\(targetMod = curmod - lastmod + p\)。我们求出\(targetMod\)的值，再通过哈希表查询\(targetMod\)的位置\(pos\)，此时长度为\(pos-i\)、区间\([pos, i]\)的子数组，满足其和模\(p\)是等于\(lastmod\)的，更新长度，直到所有元素遍历完，便得到最短长度了。

此处初始化有个重要的小细节，之所以要pos[0] = -1;，是因为在第一次的targetMod==0即curmod==lastmod时，你从哈希表查询到的位置刚好也是lastmod（刚刚更新的位置），更新的长度就变成0了！！显然它应该更新长度是从[0, lastmod位置]

typedef long long ll;
class Solution {
private:
    unordered_map<ll, int> pos; //用于记录总和取了模之后的最新位置，即离当前元素最近的位置，保证题目的“最短”
public:
    int minSubarray(vector<int>& nums, int p) {
        ll sum = 0;
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++) sum += (ll)nums[i];
        ll lastmod = sum % (ll)p, curmod = 0;
        if(lastmod == 0) return 0; //直接返回
        if(sum < p) return -1; //和 比 模数更小，显然无法满足题目要求
        pos[0] = -1;//一定要先初始化-1！！！
        int minlen = 0x3f3f3f3f;
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++){
            curmod = (curmod + nums[i]) % p;
            pos[curmod] = i;
            ll targetMod = (curmod - lastmod + p) % p;
            if(pos.count(targetMod))
                minlen = min(minlen, i - pos[targetMod]);
        }
        return (minlen < nums.size()) ? minlen : -1;
    }
};

1591. 奇怪的打印机 II #拓扑排序

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题意

一个打印机有如下两个特殊的打印规则：

• 每一次操作时，打印机会用同一种颜色打印一个矩形的形状，每次打印会覆盖矩形对应格子里原本的颜色。
• 一旦矩形根据上面的规则使用了一种颜色，那么 相同的颜色不能再被使用 。

给定 m x n 的矩形 targetGrid ，其中 targetGrid[row][col] 是位置 (row, col) 的颜色。如果能按上述规则打印出矩形targetGrid，返回 true ，否则返回 false 。

题目分析

注意到数据范围均在\(60\)以内，意味着我们可以枚举所有的颜色。

class Solution {
private:
    int bottom[65], top[65], left[65], right[65];
    int InD[65] = { 0 };
    vector<int> H[65]; //边集
    bool vis[65][65] = { false };
    int n, m;
    queue<int> myque;
public:
    bool isPrintable(vector<vector<int>>& targetGrid) {
        n = targetGrid.size(), m = targetGrid[0].size();
        for (int i = 1; i <= 60; i++) { //初始化
            top[i] = left[i] = 0x3f3f3f3f;
            bottom[i] = right[i] = -1;
        }
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < m; j++) {
                int curcolor = targetGrid[i][j];
                bottom[curcolor] = max(bottom[curcolor], i); //最大下边界
                right[curcolor] = max(right[curcolor], j); //以下同理
                top[curcolor] = min(top[curcolor], i);
                left[curcolor] = min(left[curcolor], j);
            }
        } //确定所有颜色的上下左右边界
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < m; j++) {
                int curcolor = targetGrid[i][j];
                for (int faColor = 1; faColor <= 60; faColor++) {
                    if (faColor == curcolor || vis[faColor][curcolor]) continue; //重边或者重点，跳过。
                    if (top[faColor] <= i && i <= bottom[faColor]
                        && left[faColor] <= j && j <= right[faColor]) { //fa颜色集合包含了curcolor集合
                        H[faColor].push_back(curcolor); //说明两颜色存在偏序关系
                        vis[faColor][curcolor] = true;
                        InD[curcolor]++;
                    }
                }

            }
        }
        /*以下为拓扑排序，通过拓扑排序判断这些偏序关系即有向图，是否存在环，有环说明两颜色集合互相包含*/
        int cnt = 0;
        for (int i = 1; i <= 60; i++)
            if (InD[i] == 0) {
                myque.push(i);
                cnt++;
            }
        while (!myque.empty()) {
            int u = myque.front();
            myque.pop();
            for (int i = 0; i < H[u].size(); i++) {
                int v = H[u][i];
                InD[v]--;
                if (InD[v] == 0) {
                    myque.push(v);
                    cnt++;
                }
            }
        }
        return (cnt == 60);
    }
};