3011.判断一个数组是否可以变为有序

目标

给你一个下标从 0 开始且全是 正 整数的数组 nums 。

一次 操作 中,如果两个 相邻 元素在二进制下数位为 1 的数目 相同 ,那么你可以将这两个元素交换。你可以执行这个操作 任意次 (也可以 0 次)。

如果你可以使数组变有序,请你返回 true ,否则返回 false 。

示例 1:

输入:nums = [8,4,2,30,15]
输出:true
解释:我们先观察每个元素的二进制表示。 2 ,4 和 8 分别都只有一个数位为 1 ,分别为 "10" ,"100" 和 "1000" 。15 和 30 分别有 4 个数位为 1 :"1111" 和 "11110" 。
我们可以通过 4 个操作使数组有序:
- 交换 nums[0] 和 nums[1] 。8 和 4 分别只有 1 个数位为 1 。数组变为 [4,8,2,30,15] 。
- 交换 nums[1] 和 nums[2] 。8 和 2 分别只有 1 个数位为 1 。数组变为 [4,2,8,30,15] 。
- 交换 nums[0] 和 nums[1] 。4 和 2 分别只有 1 个数位为 1 。数组变为 [2,4,8,30,15] 。
- 交换 nums[3] 和 nums[4] 。30 和 15 分别有 4 个数位为 1 ,数组变为 [2,4,8,15,30] 。
数组变成有序的,所以我们返回 true 。
注意我们还可以通过其他的操作序列使数组变得有序。

示例 2:

输入:nums = [1,2,3,4,5]
输出:true
解释:数组已经是有序的,所以我们返回 true 。

示例 3:

输入:nums = [3,16,8,4,2]
输出:false
解释:无法通过操作使数组变为有序。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 100
  • 1 <= nums[i] <= 2^8

思路

有一个正整数数组,如果相邻元素的二进制表示中1的个数相同,则可以将二者交换。问能否将数组变为有序。

这里没有说是正序还是倒序,也没说是否是严格有序。首先我们需要将各元素的二进制表示中1的个数给求出来,将个数相同的相邻元素分为一组,找出最大与最小值。

可以根据前两个分组确定是正序还是倒序,第一个分组的最小值大于另一分组的最大值,或者第一分组的最大值小于另一分组的最小值,否则无法变为有序。然后按照正序/倒序来判断后续分组是否满足条件。

提交之后发现题目中所谓的有序指的是非严格正序。

这样的话就没必要记录最小值了,最大值也无需使用数组保存了,依次与后续分组中所有元素比较即可。也有网友使用了分组局部排序,然后再重新两两比较,看是否非严格递增。

知识点:

  • 数字的二进制表示中有几个1可以直接使用 Integer.bitCount API

代码

/**
 * @date 2024-07-13 5:29
 */
public class CanSortArray3011 {

    public boolean canSortArray_v2(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int preMax = 0;
        for (int i = 0; i < n; ) {
            int max = nums[i];
            int cnt = Integer.bitCount(nums[i]);
            while (i < n && cnt == Integer.bitCount(nums[i])) {
                if (preMax > nums[i]) {
                    return false;
                }
                max = Math.max(max, nums[i++]);
            }
            preMax = max;
        }
        return true;
    }

    public boolean canSortArray_v1(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int[] oneNums = new int[n];
        List<int[]> group = new ArrayList<>();
        oneNums[0] = Integer.bitCount(nums[0]);
        int max = nums[0];
        int min = nums[0];
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            oneNums[i] = Integer.bitCount(nums[i]);
            if (oneNums[i] != oneNums[i - 1]) {
                group.add(new int[]{min, max});
                min = nums[i];
                max = nums[i];
            }
            max = Math.max(max, nums[i]);
            min = Math.min(min, nums[i]);
        }
        group.add(new int[]{min, max});
        if (group.size() == 1) {
            return true;
        }
        int[] pre = new int[]{Integer.MAX_VALUE, 0};
        for (int[] value : group) {
            if (value[0] - pre[1] < 0) {
                return false;
            }
            pre = value;
        }
        return true;
    }

}

性能