3396.使数组元素互不相同所需的最少操作次数

目标

给你一个整数数组 nums,你需要确保数组中的元素 互不相同 。为此,你可以执行以下操作任意次:

  • 从数组的开头移除 3 个元素。如果数组中元素少于 3 个,则移除所有剩余元素。

注意:空数组也视作为数组元素互不相同。返回使数组元素互不相同所需的 最少操作次数 。

示例 1:

输入: nums = [1,2,3,4,2,3,3,5,7]
输出: 2
解释:
第一次操作:移除前 3 个元素,数组变为 [4, 2, 3, 3, 5, 7]。
第二次操作:再次移除前 3 个元素,数组变为 [3, 5, 7],此时数组中的元素互不相同。
因此,答案是 2。

示例 2:

输入: nums = [4,5,6,4,4]
输出: 2
解释:
第一次操作:移除前 3 个元素,数组变为 [4, 4]。
第二次操作:移除所有剩余元素,数组变为空。
因此,答案是 2。

示例 3:

输入: nums = [6,7,8,9]
输出: 0
解释:
数组中的元素已经互不相同,因此不需要进行任何操作,答案是 0。

说明:

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

思路

每次操作可以删除数组前三个元素,求使数组元素互不相同所需要的最小操作次数。

最直接的想法是记录数组中每个元素的出现次数,同时记录重复元素的个数,然后模拟删除操作,如果将某个元素的出现次数减为 1,那么将重复元素个数减 1,直到重复元素个数为 0,返回操作次数。

网友题解使用逆向思维,倒序遍历数组,直到遇到第一个重复的元素,由于操作是从头开始的,因此一定要删除该重复元素。假如下标是 i,那么需要操作 ⌈(i + 1)/3⌉ = i/3 + 1 次。

对于整数 a >= 0, b > 0,有 ⌈a/b⌉ = ⌊(a + b - 1)/b⌋,将 a = qb + r 带入分析即可。或者直接写 ⌊a/b⌋ + a % b > 0 ? 1 : 0

正向考虑稍微有点复杂,需要找到重复数字前一个下标中的最大下标。

代码


/**
 * @date 2025-04-08 8:43
 */
public class MinimumOperations3396 {

    public int minimumOperations_v1(int[] nums) {
        int[] index = new int[101];
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        Arrays.fill(index, -1);
        int maxIndex = -1;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int num = nums[i];
            if (set.contains(num)) {
                maxIndex = Math.max(maxIndex, index[num]);
            }
            set.add(num);
            index[num] = i;
        }
        if (maxIndex == -1) {
            return 0;
        } else {
            return maxIndex / 3 + 1;
        }
    }

    public int minimumOperations(int[] nums) {
        int[] cnt = new int[101];
        Queue<Integer> q = new ArrayDeque<>();
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        for (int num : nums) {
            q.offer(num);
            if (++cnt[num] > 1) {
                set.add(num);
            }
        }
        if (set.size() == 0) {
            return 0;
        }
        int sameCnt = set.size();
        int res = 0;
        while (!q.isEmpty()) {
            res++;
            for (int i = 0; !q.isEmpty() && i < 3; i++) {
                if (--cnt[q.poll()] == 1) {
                    sameCnt--;
                }
            }
            if (sameCnt == 0) {
                break;
            }
        }
        return res;
    }

}

性能

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