3096.得到更多分数的最少关卡数目

目标

给你一个长度为 n 的二进制数组 possible 。

Alice 和 Bob 正在玩一个有 n 个关卡的游戏,游戏中有一些关卡是 困难 模式,其他的关卡是 简单 模式。如果 possible[i] == 0 ,那么第 i 个关卡是 困难 模式。一个玩家通过一个简单模式的关卡可以获得 1 分,通过困难模式的关卡将失去 1 分。

游戏的一开始,Alice 将从第 0 级开始 按顺序 完成一些关卡,然后 Bob 会完成剩下的所有关卡。

假设两名玩家都采取最优策略,目的是 最大化 自己的得分,Alice 想知道自己 最少 需要完成多少个关卡,才能获得比 Bob 更多的分数。

请你返回 Alice 获得比 Bob 更多的分数所需要完成的 最少 关卡数目,如果 无法 达成,那么返回 -1 。

注意,每个玩家都至少需要完成 1 个关卡。

示例 1:

输入:possible = [1,0,1,0]
输出:1
解释:
我们来看一下 Alice 可以完成的关卡数目:
如果 Alice 只完成关卡 0 ,Bob 完成剩下的所有关卡,那么 Alice 获得 1 分,Bob 获得 -1 + 1 - 1 = -1 分。
如果 Alice 完成到关卡 1 ,Bob 完成剩下的所有关卡,那么 Alice 获得 1 - 1 = 0 分,Bob 获得 1 - 1 = 0 分。
如果 Alice 完成到关卡 2 ,Bob 完成剩下的所有关卡,那么 Alice 获得 1 - 1 + 1 = 1 分,Bob 获得 -1 分。
Alice 需要完成至少一个关卡获得更多的分数。

示例 2:

输入:possible = [1,1,1,1,1]
输出:3
解释:
我们来看一下 Alice 可以完成的关卡数目:
如果 Alice 只完成关卡 0 ,Bob 完成剩下的所有关卡,那么 Alice 获得 1 分,Bob 获得 4 分。
如果 Alice 完成到关卡 1 ,Bob 完成剩下的所有关卡,那么 Alice 获得 2 分,Bob 获得 3 分。
如果 Alice 完成到关卡 2 ,Bob 完成剩下的所有关卡,那么 Alice 获得 3 分,Bob 获得 2 分。
如果 Alice 完成到关卡 3 ,Bob 完成剩下的所有关卡,那么 Alice 获得 4 分,Bob 获得 1 分。
Alice 需要完成至少三个关卡获得更多的分数。

示例 3:

输入:possible = [0,0]
输出:-1
解释:
两名玩家只能各完成 1 个关卡,Alice 完成关卡 0 得到 -1 分,Bob 完成关卡 1 得到 -1 分。两名玩家得分相同,所以 Alice 无法得到更多分数。

说明:

  • 2 <= n == possible.length <= 10^5
  • possible[i] 要么是 0 要么是 1 。

思路

Alice 和 Bob 在玩一个n关卡游戏,有一个数组表示各关卡的模式,1表示简单,0表示困难。通过简单关卡得1分,困难关卡减1分。游戏关卡是一关一关向后玩的,Alice先玩,Bob则接着玩剩下的关卡。保证两人至少都玩了一关。问最终 Alice 的积分比 Bob 多最少要玩几关。

直接求前缀和,然后找出首个积分大于余下的积分的index再加1即可。

知识点:

  • java 运算符优先级由高到低 算术运算符+==?:+=

网友题解中省去了中间结构的保存,只保留总累加和。此外还有一个小技巧,数组累加和 sum 等于 1 的个数减去 0 的个数,即 sum = cnt1 - cnt0 = cnt1 - (n - cnt1) = 2*cnt1 - n,这样就省去了三元运算,直接循环累加元素值即可。注意到 prefix[i] > prefix[n - 1] - prefix[i] 可以转化为 2 * prefix[i] > prefix[n - 1],如果比较循环中前缀累加的时候加2,减的时候减2,那么就可以直接比较,少一个计算(乘2或者减 prefix[i]),更进一步可以使用位运算。

代码

/**
 * @date 2024-07-19 0:20
 */
public class MinimumLevels3096 {

    public int minimumLevels_v1(int[] possible) {
        int n = possible.length;
        int sum = 0;
        for (int i : possible) {
            sum += i;
        }
        sum = (sum << 1) - n;
        int prefix = 0;
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            prefix += (possible[i] << 2) - 2;
            if (prefix > sum) {
                return i + 1;
            }
        }
        return -1;
    }

    public int minimumLevels(int[] possible) {
        int n = possible.length;
        int[] prefix = new int[n];
        prefix[0] = possible[0] == 0 ? -1 : 1;
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            prefix[i] = prefix[i - 1] + (possible[i] == 0 ? -1 : 1);
        }
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            if (prefix[i] > prefix[n - 1] - prefix[i]) {
                return i + 1;
            }
        }
        return -1;
    }
}

性能

对比较条件进行了转换,并使用了位运算。