118.杨辉三角

目标

给定一个非负整数 numRows,生成「杨辉三角」的前 numRows 行。

在「杨辉三角」中,每个数是它左上方和右上方的数的和。

示例 1:

输入: numRows = 5
输出: [[1],[1,1],[1,2,1],[1,3,3,1],[1,4,6,4,1]]

示例 2:

输入: numRows = 1
输出: [[1]]

说明:

  • 1 <= numRows <= 30

思路

依题意模拟即可。

代码


/**
 * @date 2025-08-01 8:46
 */
public class Generate118 {

    public List<List<Integer>> generate(int numRows) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        List<Integer> firstRow = new ArrayList<>();
        firstRow.add(1);
        res.add(firstRow);
        for (int i = 1; i < numRows; i++) {
            List<Integer> tmp = new ArrayList<>(i + 1);
            tmp.add(1);
            List<Integer> list = res.get(i - 1);
            for (int j = 1; j < list.size(); j++) {
                tmp.add(list.get(j - 1) + list.get(j));
            }
            tmp.add(1);
            res.add(tmp);
        }
        return res;
    }

}

性能

2683.相邻值的按位异或

目标

下标从 0 开始、长度为 n 的数组 derived 是由同样长度为 n 的原始 二进制数组 original 通过计算相邻值的 按位异或(⊕)派生而来。

特别地,对于范围 [0, n - 1] 内的每个下标 i :

  • 如果 i = n - 1 ,那么 derived[i] = original[i] ⊕ original[0]
  • 否则 derived[i] = original[i] ⊕ original[i + 1]

给你一个数组 derived ,请判断是否存在一个能够派生得到 derived 的 有效原始二进制数组 original 。

如果存在满足要求的原始二进制数组,返回 true ;否则,返回 false 。

  • 二进制数组是仅由 0 和 1 组成的数组。

示例 1:

输入:derived = [1,1,0]
输出:true
解释:能够派生得到 [1,1,0] 的有效原始二进制数组是 [0,1,0] :
derived[0] = original[0] ⊕ original[1] = 0 ⊕ 1 = 1 
derived[1] = original[1] ⊕ original[2] = 1 ⊕ 0 = 1
derived[2] = original[2] ⊕ original[0] = 0 ⊕ 0 = 0

示例 2:

输入:derived = [1,1]
输出:true
解释:能够派生得到 [1,1] 的有效原始二进制数组是 [0,1] :
derived[0] = original[0] ⊕ original[1] = 1
derived[1] = original[1] ⊕ original[0] = 1

示例 3:

输入:derived = [1,0]
输出:false
解释:不存在能够派生得到 [1,0] 的有效原始二进制数组。

说明:

  • n == derived.length
  • 1 <= n <= 10^5
  • derived 中的值不是 0 就是 1 。

思路

给定一个 二进制 数组 derived,判断它是否是某个 循环二进制 数组相邻元素按位异或的结果。

可以假定原数组第一个元素是 1,根据 derived 数组可以推出其余元素 original[i + 1] = derived[i] ^ original[i]。当得到 original[n - 1] 时,只需验证 original[n - 1] ^ original[0] == derived[n - 1]

代码


/**
 * @date 2025-07-31 8:45
 */
public class DoesValidArrayExist2683 {

    public boolean doesValidArrayExist(int[] derived) {
        int n = derived.length;
        int first = 1;
        int prev = first;
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            prev ^= derived[i - 1];
        }
        return (prev ^ first) == derived[n - 1];
    }
}

性能

2419.按位与最大的最长子数组

目标

给你一个长度为 n 的整数数组 nums 。

考虑 nums 中进行 按位与(bitwise AND)运算得到的值 最大 的 非空 子数组。

  • 换句话说,令 k 是 nums 任意 子数组执行按位与运算所能得到的最大值。那么,只需要考虑那些执行一次按位与运算后等于 k 的子数组。

返回满足要求的 最长 子数组的长度。

数组的按位与就是对数组中的所有数字进行按位与运算。

子数组 是数组中的一个连续元素序列。

示例 1:

输入:nums = [1,2,3,3,2,2]
输出:2
解释:
子数组按位与运算的最大值是 3 。
能得到此结果的最长子数组是 [3,3],所以返回 2 。

示例 2:

输入:nums = [1,2,3,4]
输出:1
解释:
子数组按位与运算的最大值是 4 。
能得到此结果的最长子数组是 [4],所以返回 1 。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i] <= 10^6

思路

两个数按位与的结果一定不会比这两个数更大。问题转化为连续的最大值长度。

代码


/**
 * @date 2025-07-30 10:28
 */
public class LongestSubarray2419 {

    public int longestSubarray(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int max = Arrays.stream(nums).max().getAsInt();
        int res = 1;
        int i = 0;
        while (i < n){
            int l = 0;
            while (i < n && nums[i++] == max){
                l++;
            }
            res = Math.max(res, l);
        }
        return res;
    }
}

性能

2411.按位或最大的最小子数组长度

目标

给你一个长度为 n 下标从 0 开始的数组 nums ,数组中所有数字均为非负整数。对于 0 到 n - 1 之间的每一个下标 i ,你需要找出 nums 中一个 最小 非空子数组,它的起始位置为 i (包含这个位置),同时有 最大 的 按位或运算值 。

  • 换言之,令 Bij 表示子数组 nums[i...j] 的按位或运算的结果,你需要找到一个起始位置为 i 的最小子数组,这个子数组的按位或运算的结果等于 max(Bik) ,其中 i <= k <= n - 1 。

一个数组的按位或运算值是这个数组里所有数字按位或运算的结果。

请你返回一个大小为 n 的整数数组 answer,其中 answer[i]是开始位置为 i ,按位或运算结果最大,且 最短 子数组的长度。

子数组 是数组里一段连续非空元素组成的序列。

示例 1:

输入:nums = [1,0,2,1,3]
输出:[3,3,2,2,1]
解释:
任何位置开始,最大按位或运算的结果都是 3 。
- 下标 0 处,能得到结果 3 的最短子数组是 [1,0,2] 。
- 下标 1 处,能得到结果 3 的最短子数组是 [0,2,1] 。
- 下标 2 处,能得到结果 3 的最短子数组是 [2,1] 。
- 下标 3 处,能得到结果 3 的最短子数组是 [1,3] 。
- 下标 4 处,能得到结果 3 的最短子数组是 [3] 。
所以我们返回 [3,3,2,2,1] 。

示例 2:

输入:nums = [1,2]
输出:[2,1]
解释:
下标 0 处,能得到最大按位或运算值的最短子数组长度为 2 。
下标 1 处,能得到最大按位或运算值的最短子数组长度为 1 。
所以我们返回 [2,1] 。

说明:

  • n == nums.length
  • 1 <= n <= 10^5
  • 0 <= nums[i] <= 10^9

思路

有一个数组 nums,求以每个元素为起点的子数组,取得最大或值的最小长度。res[i] 表示以 i 为起点的子数组中,数组元素按位或取得最大值时的最小长度。

枚举右端点,将当前元素与前面的元素进行或运算,并覆盖原来的元素值。对于当前元素 jnums[i] 中存的是 i ~ j 的或值,站在集合的角度来看,nums[i + 1]nums[i] 的子集。在进行或运算时,如果或值没有变大,就没有必要继续向前了。

代码


/**
 * @date 2025-07-29 9:39
 */
public class SmallestSubarrays2411 {

    public int[] smallestSubarrays(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int[] res = new int[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int num = nums[i];
            res[i] = 1;
            for (int j = i - 1; j >= 0 && (num | nums[j]) != nums[j]; j--) {
                nums[j] |= num;
                res[j] = i - j + 1;
            }
        }
        return res;
    }

}

性能

2044.统计按位或能得到最大值的子集数目

目标

给你一个整数数组 nums ,请你找出 nums 子集 按位或 可能得到的 最大值 ,并返回按位或能得到最大值的 不同非空子集的数目 。

如果数组 a 可以由数组 b 删除一些元素(或不删除)得到,则认为数组 a 是数组 b 的一个 子集 。如果选中的元素下标位置不一样,则认为两个子集 不同 。

对数组 a 执行 按位或 ,结果等于 a[0] OR a[1] OR ... OR a[a.length - 1](下标从 0 开始)。

示例 1:

输入:nums = [3,1]
输出:2
解释:子集按位或能得到的最大值是 3 。有 2 个子集按位或可以得到 3 :
- [3]
- [3,1]

示例 2:

输入:nums = [2,2,2]
输出:7
解释:[2,2,2] 的所有非空子集的按位或都可以得到 2 。总共有 23 - 1 = 7 个子集。

示例 3:

输入:nums = [3,2,1,5]
输出:6
解释:子集按位或可能的最大值是 7 。有 6 个子集按位或可以得到 7 :
- [3,5]
- [3,1,5]
- [3,2,5]
- [3,2,1,5]
- [2,5]
- [2,1,5]

说明:

  • 1 <= nums.length <= 16
  • 1 <= nums[i] <= 10^5

思路

统计数组按位或得到最大值的子集数目。

显然最大值是所有元素按位或,dfs 枚举元素选或不选,看或值是否最大。

代码


/**
 * @date 2025-07-28 8:44
 */
public class CountMaxOrSubsets2044 {

    public int countMaxOrSubsets(int[] nums) {
        int max = 0;
        for (int num : nums) {
            max |= num;
        }
        return dfs(0, 0, nums, max);
    }

    public int dfs(int i, int or, int[] nums, int max) {
        int n = nums.length;
        if (i == n) {
            return 0;
        }
        int cur = or | nums[i];
        return dfs(i + 1, cur, nums, max) + dfs(i + 1, or, nums, max) + (cur == max ? 1 : 0);
    }

}

性能

2210.统计数组中峰和谷的数量

目标

给你一个下标从 0 开始的整数数组 nums 。如果两侧距 i 最近的不相等邻居的值均小于 nums[i] ,则下标 i 是 nums 中,某个峰的一部分。类似地,如果两侧距 i 最近的不相等邻居的值均大于 nums[i] ,则下标 i 是 nums 中某个谷的一部分。对于相邻下标 i 和 j ,如果 nums[i] == nums[j] , 则认为这两下标属于 同一个 峰或谷。

注意,要使某个下标所做峰或谷的一部分,那么它左右两侧必须 都 存在不相等邻居。

返回 nums 中峰和谷的数量。

示例 1:

输入:nums = [2,4,1,1,6,5]
输出:3
解释:
在下标 0 :由于 2 的左侧不存在不相等邻居,所以下标 0 既不是峰也不是谷。
在下标 1 :4 的最近不相等邻居是 2 和 1 。由于 4 > 2 且 4 > 1 ,下标 1 是一个峰。
在下标 2 :1 的最近不相等邻居是 4 和 6 。由于 1 < 4 且 1 < 6 ,下标 2 是一个谷。
在下标 3 :1 的最近不相等邻居是 4 和 6 。由于 1 < 4 且 1 < 6 ,下标 3 符合谷的定义,但需要注意它和下标 2 是同一个谷的一部分。
在下标 4 :6 的最近不相等邻居是 1 和 5 。由于 6 > 1 且 6 > 5 ,下标 4 是一个峰。
在下标 5 :由于 5 的右侧不存在不相等邻居,所以下标 5 既不是峰也不是谷。
共有 3 个峰和谷,所以返回 3 。

示例 2:

输入:nums = [6,6,5,5,4,1]
输出:0
解释:
在下标 0 :由于 6 的左侧不存在不相等邻居,所以下标 0 既不是峰也不是谷。
在下标 1 :由于 6 的左侧不存在不相等邻居,所以下标 1 既不是峰也不是谷。
在下标 2 :5 的最近不相等邻居是 6 和 4 。由于 5 < 6 且 5 > 4 ,下标 2 既不是峰也不是谷。
在下标 3 :5 的最近不相等邻居是 6 和 4 。由于 5 < 6 且 5 > 4 ,下标 3 既不是峰也不是谷。
在下标 4 :4 的最近不相等邻居是 5 和 1 。由于 4 < 5 且 4 > 1 ,下标 4 既不是峰也不是谷。
在下标 5 :由于 1 的右侧不存在不相等邻居,所以下标 5 既不是峰也不是谷。
共有 0 个峰和谷,所以返回 0 。

说明:

  • 3 <= nums.length <= 100
  • 1 <= nums[i] <= 100

思路

找出数组中的峰与谷的数量,如果相邻元素相等,认为属于同一个峰或者谷。

代码


/**
 * @date 2025-07-27 23:31
 */
public class CountHillValley2210 {

    public int countHillValley(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int res = 0;
        for (int i = 1; i < n - 1; i++) {
            int r = i + 1;
            while (r < n - 1 && nums[r] == nums[i]){
                r++;
            }
            if (nums[i] > nums[i - 1] && nums[r - 1] > nums[r]){
                res++;
            }
            if (nums[i] < nums[i - 1] && nums[r - 1] < nums[r]){
                res++;
            }
        }
        return res;
    }
}

性能

3480.删除一个冲突对后最大子数组数目

目标

给你一个整数 n,表示一个包含从 1 到 n 按顺序排列的整数数组 nums。此外,给你一个二维数组 conflictingPairs,其中 conflictingPairs[i] = [a, b] 表示 a 和 b 形成一个冲突对。

从 conflictingPairs 中删除 恰好 一个元素。然后,计算数组 nums 中的非空子数组数量,这些子数组都不能同时包含任何剩余冲突对 [a, b] 中的 a 和 b。

返回删除 恰好 一个冲突对后可能得到的 最大 子数组数量。

子数组 是数组中一个连续的 非空 元素序列。

示例 1

输入: n = 4, conflictingPairs = [[2,3],[1,4]]
输出: 9
解释:
从 conflictingPairs 中删除 [2, 3]。现在,conflictingPairs = [[1, 4]]。
在 nums 中,存在 9 个子数组,其中 [1, 4] 不会一起出现。它们分别是 [1],[2],[3],[4],[1, 2],[2, 3],[3, 4],[1, 2, 3] 和 [2, 3, 4]。
删除 conflictingPairs 中一个元素后,能够得到的最大子数组数量是 9。

示例 2

输入: n = 5, conflictingPairs = [[1,2],[2,5],[3,5]]
输出: 12
解释:
从 conflictingPairs 中删除 [1, 2]。现在,conflictingPairs = [[2, 5], [3, 5]]。
在 nums 中,存在 12 个子数组,其中 [2, 5] 和 [3, 5] 不会同时出现。
删除 conflictingPairs 中一个元素后,能够得到的最大子数组数量是 12。

说明:

  • 2 <= n <= 10^5
  • 1 <= conflictingPairs.length <= 2 * n
  • conflictingPairs[i].length == 2
  • 1 <= conflictingPairs[i][j] <= n
  • conflictingPairs[i][0] != conflictingPairs[i][1]

思路

代码

性能

3487.删除后的最大子数组元素和

目标

给你一个整数数组 nums 。

你可以从数组 nums 中删除任意数量的元素,但不能将其变为 空 数组。执行删除操作后,选出 nums 中满足下述条件的一个子数组:

  • 子数组中的所有元素 互不相同 。
  • 最大化 子数组的元素和。

返回子数组的 最大元素和 。

子数组 是数组的一个连续、非空 的元素序列。

示例 1:

输入:nums = [1,2,3,4,5]
输出:15
解释:
不删除任何元素,选中整个数组得到最大元素和。

示例 2:

输入:nums = [1,1,0,1,1]
输出:1
解释:
删除元素 nums[0] == 1、nums[1] == 1、nums[2] == 0 和 nums[3] == 1 。选中整个数组 [1] 得到最大元素和。

示例 3:

输入:nums = [1,2,-1,-2,1,0,-1]
输出:3
解释:
删除元素 nums[2] == -1 和 nums[3] == -2 ,从 [1, 2, 1, 0, -1] 中选中子数组 [2, 1] 以获得最大元素和。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 100
  • -100 <= nums[i] <= 100

思路

有一个数组 nums,允许删除其中任意元素得到一个 非空 数组,使得最终数组中 不包含重复元素 并且所有 元素和最大

为了使和最大,我们应该删掉所有的负数,同时对剩余元素去重累加求和。需要注意如果数组中全是负数,需要保留最大元素。

代码


/**
 * @date 2025-07-25 8:55
 */
public class MaxSum3487 {

    public int maxSum(int[] nums) {
        int sum = Arrays.stream(nums).distinct().filter(x -> x > 0).sum();
        if (sum == 0){
            OptionalInt max = Arrays.stream(nums).max();
            return max.isPresent() ? max.getAsInt() : sum;
        }
        return sum;
    }

}

性能

2322.从树中删除边的最小分数

目标

存在一棵无向连通树,树中有编号从 0 到 n - 1 的 n 个节点, 以及 n - 1 条边。

给你一个下标从 0 开始的整数数组 nums ,长度为 n ,其中 nums[i] 表示第 i 个节点的值。另给你一个二维整数数组 edges ,长度为 n - 1 ,其中 edges[i] = [ai, bi] 表示树中存在一条位于节点 ai 和 bi 之间的边。

删除树中两条 不同 的边以形成三个连通组件。对于一种删除边方案,定义如下步骤以计算其分数:

  1. 分别获取三个组件 每个 组件中所有节点值的异或值。
  2. 最大 异或值和 最小 异或值的 差值 就是这一种删除边方案的分数。
  • 例如,三个组件的节点值分别是:[4,5,7]、[1,9] 和 [3,3,3] 。三个异或值分别是 4 ^ 5 ^ 7 = 6、1 ^ 9 = 8 和 3 ^ 3 ^ 3 = 3 。最大异或值是 8 ,最小异或值是 3 ,分数是 8 - 3 = 5 。

返回在给定树上执行任意删除边方案可能的 最小 分数。

示例 1:

输入:nums = [1,5,5,4,11], edges = [[0,1],[1,2],[1,3],[3,4]]
输出:9
解释:上图展示了一种删除边方案。
- 第 1 个组件的节点是 [1,3,4] ,值是 [5,4,11] 。异或值是 5 ^ 4 ^ 11 = 10 。
- 第 2 个组件的节点是 [0] ,值是 [1] 。异或值是 1 = 1 。
- 第 3 个组件的节点是 [2] ,值是 [5] 。异或值是 5 = 5 。
分数是最大异或值和最小异或值的差值,10 - 1 = 9 。
可以证明不存在分数比 9 小的删除边方案。

示例 2:

输入:nums = [5,5,2,4,4,2], edges = [[0,1],[1,2],[5,2],[4,3],[1,3]]
输出:0
解释:上图展示了一种删除边方案。
- 第 1 个组件的节点是 [3,4] ,值是 [4,4] 。异或值是 4 ^ 4 = 0 。
- 第 2 个组件的节点是 [1,0] ,值是 [5,5] 。异或值是 5 ^ 5 = 0 。
- 第 3 个组件的节点是 [2,5] ,值是 [2,2] 。异或值是 2 ^ 2 = 0 。
分数是最大异或值和最小异或值的差值,0 - 0 = 0 。
无法获得比 0 更小的分数 0 。

说明:

  • n == nums.length
  • 3 <= n <= 1000
  • 1 <= nums[i] <= 10^8
  • edges.length == n - 1
  • edges[i].length == 2
  • 0 <= ai, bi < n
  • ai != bi
  • edges 表示一棵有效的树

思路

树中删除两条边,得到三个连通分量,计算每个连通分量的异或值,定义最大异或值减去最小异或值为该删除方案的分数,求所有删除方案中最小的分数。

// todo

代码

性能

1717.删除子字符串的最大得分

目标

给你一个字符串 s 和两个整数 x 和 y 。你可以执行下面两种操作任意次。

  • 删除子字符串 "ab" 并得到 x 分。
    • 比方说,从 "cabxbae" 删除 ab ,得到 "cxbae" 。
  • 删除子字符串"ba" 并得到 y 分。
    • 比方说,从 "cabxbae" 删除 ba ,得到 "cabxe" 。

请返回对 s 字符串执行上面操作若干次能得到的最大得分。

示例 1:

输入:s = "cdbcbbaaabab", x = 4, y = 5
输出:19
解释:
- 删除 "cdbcbbaaabab" 中加粗的 "ba" ,得到 s = "cdbcbbaaab" ,加 5 分。
- 删除 "cdbcbbaaab" 中加粗的 "ab" ,得到 s = "cdbcbbaa" ,加 4 分。
- 删除 "cdbcbbaa" 中加粗的 "ba" ,得到 s = "cdbcba" ,加 5 分。
- 删除 "cdbcba" 中加粗的 "ba" ,得到 s = "cdbc" ,加 5 分。
总得分为 5 + 4 + 5 + 5 = 19 。

示例 2:

输入:s = "aabbaaxybbaabb", x = 5, y = 4
输出:20

说明:

  • 1 <= s.length <= 10^5
  • 1 <= x, y <= 10^4
  • s 只包含小写英文字母。

思路

贪心策略,优先处理分值高的字符串。

代码


/**
 * @date 2025-07-23 9:01
 */
public class MaximumGain1717 {

    public int maximumGain(String s, int x, int y) {
        char prev, cur;
        int max, min;
        if (x > y) {
            prev = 'a';
            cur = 'b';
            max = x;
            min = y;
        } else {
            prev = 'b';
            cur = 'a';
            max = y;
            min = x;
        }
        Deque<Character> q = new ArrayDeque<>();
        q.push('^');
        int n = s.length();
        int res = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            char c = s.charAt(i);
            if (q.peek() == prev && c == cur) {
                q.pop();
                res += max;
            } else {
                q.push(c);
            }
        }
        q.removeLast();
        Deque<Character> p = new ArrayDeque<>();
        p.push('^');
        while (!q.isEmpty()) {
            if (q.peekLast() == prev && p.peek() == cur) {
                q.removeLast();
                p.pop();
                res += min;
            } else {
                p.push(q.removeLast());
            }
        }
        return res;
    }

}

性能