# 相反数转圈圈## 题目描述考试结束了这次的考试成绩很集中小A他想在这么多成绩种选出若干个数排成一个圈记为 $x_1x_2cdotsx_p$$p$ 为数的个数$x_1$和$x_p$相邻。小A定义一个圈为相反数圈当且仅当这个圈满足以下条件:- $p ge 2$。- 令 $y_i = x_i + 1 - x_i$$y_p=x_1-x_p$如果把 $y_1$ 到 $y_p$ 按 $y_1y_2cdot
解题思路
首先我们可以观察到,对于一个合法的相反数圈,它的长度 $p$ 必须是偶数,因为 $y_1$ 和 $y_p$ 是相反数,而相反数的个数也必须是偶数。
我们可以把这个相反数圈看作一个环形链表,每个节点都有一个值和一个指针指向下一个节点。我们可以用哈希表来存储每个值对应的节点,方便我们查找。
我们首先遍历输入的数列,将每个数出现的次数存入哈希表,并记录出现次数最多的数的个数。
接下来,我们从哈希表中取出一个数 $x$,查找它的相反数是否存在。如果存在,我们就可以将它和相反数构成一个相反数圈的一部分。我们将这个数和它的相反数从哈希表中删除,并将它们的出现次数都减1。我们继续查找下一个数,直到没有数可以构成相反数圈为止。
在构成相反数圈的过程中,我们可以计算出这个相反数圈中所有数的和,并更新最大和。
最后,我们还需要考虑可能存在单个数的情况。如果哈希表中还有剩余的数,我们可以将这些数两两配对,构成一个长度为2的相反数圈。如果剩下的数的个数是偶数,那么所有数都可以配对,否则,我们需要找到剩下数中出现次数最多的数,将它和它的相反数配对。这样,我们就可以得到一个额外的相反数圈,它只有一个数。
最后,我们将所有相反数圈的和加起来,就得到了最终的答案。
算法步骤
- 创建一个哈希表,用于存储每个数对应的节点和出现次数。
- 遍历输入的数列,将每个数出现的次数存入哈希表,并记录出现次数最多的数的个数。
- 初始化最大和为0。
- 从哈希表中取出一个数 $x$,查找它的相反数是否存在。
- 如果存在,将它和相反数构成一个相反数圈的一部分。
- 将这个数和它的相反数从哈希表中删除,并将它们的出现次数都减1。
- 计算相反数圈中所有数的和,并更新最大和。
- 继续查找下一个数。
- 如果没有数可以构成相反数圈,转到步骤5。
- 如果哈希表中还有剩余的数,将这些数两两配对,构成一个长度为2的相反数圈。
- 如果剩下的数的个数是偶数,所有数都可以配对。
- 如果剩下的数的个数是奇数,找到剩下数中出现次数最多的数,将它和它的相反数配对。
- 计算相反数圈中所有数的和,并更新最大和。
- 返回最大和作为答案。
复杂度分析
假设输入的数列长度为 $n$。
- 遍历数列,将每个数出现的次数存入哈希表的时间复杂度为 $O(n)$。
- 构成相反数圈的过程中,每个数最多被处理一次,时间复杂度为 $O(n)$。
- 配对剩下的数的过程中,最多需要遍历哈希表一次,时间复杂度为 $O(n)$。
- 计算最大和的过程中,需要遍历相反数圈一次,时间复杂度为 $O(n)$。
- 因此,总的时间复杂度为 $O(n)$。
空间复杂度为 $O(n)$,主要用于存储哈希表和相反数圈。
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