给你一个正整数数组 nums 。每一次操作中你可以从 nums 中选择 任意 一个数并将它减小到 恰好 一半。注意在后续操作中你可以对减半过的数继续执行操作请你返回将 nums 数组和 至少 减少一半的 最少 操作数。 示例 1:输入:nums = 51981输出:3解释:初始 nums 的和为 5 + 19 + 8 + 1 = 33 。以下是将数组和减少至少一半的一种方法:选择数字 19 并减小
解法一:排序+贪心算法
思路:
- 首先对数组进行排序,从大到小;
- 然后计算数组的总和 sum;
- 从最大的数开始遍历,每次将当前数减半,直到 sum 的值小于等于 sum/2;
- 返回遍历的次数。
时间复杂度分析:排序的时间复杂度为 O(nlogn),遍历整个数组的时间复杂度为 O(n),所以总的时间复杂度为 O(nlogn)。
class Solution { func halveArray(_ nums: [Int]) -> Int { var sortedNums = nums.sorted(by: >) var sum = sortedNums.reduce(0, +) var count = 0
for i in 0..<sortedNums.count {
sum -= sortedNums[i]
count += 1
if sum <= sortedNums[i] {
break
}
}
return count
}
}
解法二:堆排序
思路:
- 使用堆排序对数组进行排序,从大到小;
- 然后计算数组的总和 sum;
- 从最大的数开始遍历,每次将当前数减半,直到 sum 的值小于等于 sum/2;
- 返回遍历的次数。
时间复杂度分析:堆排序的时间复杂度为 O(nlogn),遍历整个数组的时间复杂度为 O(n),所以总的时间复杂度为 O(nlogn)。
class Solution { func halveArray(_ nums: [Int]) -> Int { var heap = Heap(nums, >) var sum = nums.reduce(0, +) var count = 0
while sum > heap.peek()! {
sum -= heap.remove()!
count += 1
}
return count
}
}
解法三:动态规划
思路:
- 首先计算数组的总和 sum;
- 创建一个二维数组 dp,dp[i][j] 表示在前 i 个数中选择 j 个数使得和最小的情况下,和减少至少一半所需要的最少操作数;
- 初始化 dp[i][0] = 0,表示在前 i 个数中选择 0 个数,和已经减少至少一半,所以不需要操作;
- 遍历数组,对于每个数 nums[i],对于 j 从 1 到 i,计算 dp[i][j],表示在前 i 个数中选择 j 个数使得和最小的情况下,和减少至少一半所需要的最少操作数;
- 如果 nums[i] <= dp[i-1][j-1],那么 dp[i][j] = dp[i-1][j-1],表示可以直接使用 nums[i] 来减小和;
- 否则,dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + nums[i],表示需要将 nums[i] 减半,然后再减小和;
- 返回 dp[nums.count-1][nums.count/2],即为最少操作数。
时间复杂度分析:遍历整个数组的时间复杂度为 O(n^2),所以总的时间复杂度为 O(n^2)。
class Solution { func halveArray(_ nums: [Int]) -> Int { var sum = nums.reduce(0, +) var dp = Array(repeating: Array(repeating: Int.max, count: nums.count/2+1), count: nums.count+1)
for i in 0...nums.count {
dp[i][0] = 0
}
for i in 1...nums.count {
for j in 1...i {
if nums[i-1] <= dp[i-1][j-1] {
dp[i][j] = dp[i-1][j-1]
} else {
dp[i][j] = dp[i-1][j-1] + nums[i-1]
}
}
}
return dp[nums.count][nums.count/2]
}
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