594.最长和谐子序列

目标

和谐数组是指一个数组里元素的最大值和最小值之间的差别 正好是 1 。

给你一个整数数组 nums ,请你在所有可能的 子序列 中找到最长的和谐子序列的长度。

数组的 子序列 是一个由数组派生出来的序列,它可以通过删除一些元素或不删除元素、且不改变其余元素的顺序而得到。

示例 1:

输入:nums = [1,3,2,2,5,2,3,7]
输出:5
解释:
最长和谐子序列是 [3,2,2,2,3]。

示例 2:

输入:nums = [1,2,3,4]
输出:2
解释:
最长和谐子序列是 [1,2],[2,3] 和 [3,4],长度都为 2。

示例 3:

输入:nums = [1,1,1,1]
输出:0
解释:
不存在和谐子序列。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 2 * 10^4
  • -10^9 <= nums[i] <= 10^9

思路

统计数字出现次数,求相邻频次之和的最大值。

代码


/**
 * @date 2025-06-30 8:46
 */
public class FindLHS {

    public int findLHS(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        Map<Integer, Integer> cnt = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            cnt.merge(nums[i], 1, Integer::sum);
        }
        int res = 0;
        for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : cnt.entrySet()) {
            int key = entry.getKey();
            Integer nextVal = cnt.get(key + 1);
            if (nextVal != null) {
                res = Math.max(res, entry.getValue() + nextVal);
            }
        }
        return res;
    }
}

性能

1498.满足条件的子序列数目

目标

给你一个整数数组 nums 和一个整数 target 。

请你统计并返回 nums 中能满足其最小元素与最大元素的 和 小于或等于 target 的 非空 子序列的数目。

由于答案可能很大,请将结果对 10^9 + 7 取余后返回。

示例 1:

输入:nums = [3,5,6,7], target = 9
输出:4
解释:有 4 个子序列满足该条件。
[3] -> 最小元素 + 最大元素 <= target (3 + 3 <= 9)
[3,5] -> (3 + 5 <= 9)
[3,5,6] -> (3 + 6 <= 9)
[3,6] -> (3 + 6 <= 9)

示例 2:

输入:nums = [3,3,6,8], target = 10
输出:6
解释:有 6 个子序列满足该条件。(nums 中可以有重复数字)
[3] , [3] , [3,3], [3,6] , [3,6] , [3,3,6]

示例 3:

输入:nums = [2,3,3,4,6,7], target = 12
输出:61
解释:共有 63 个非空子序列,其中 2 个不满足条件([6,7], [7])
有效序列总数为(63 - 2 = 61)

说明:

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

思路

统计满足条件的子序列个数,要求子序列最小元素与最大元素之和小于等于 target

排序后考虑首位元素组成的子序列,如果满足条件,那么有 2^n-1 个,将左指针右移继续判断,如果不满足条件,右指针左移继续判断。

代码


/**
 * @date 2025-06-30 10:47
 */
public class NumSubseq1498 {

    public int numSubseq(int[] nums, int target) {
        int mod = 1000000007;
        Arrays.sort(nums);
        if (nums[0] * 2 > target) {
            return 0;
        }
        int n = nums.length;
        int l = 0;
        int r = n - 1;
        int res = 0;
        while (l <= r) {
            if (nums[l] + nums[r] <= target) {
                res = (res + pow(2, r - l, mod)) % mod;
                l++;
            } else {
                r--;
            }
        }
        return res;
    }

    public int pow(int base, int exp, int mod) {
        long res = 1;
        while (exp > 0) {
            if ((exp & 1) == 1) {
                res = res * base % mod;
            }
            base = (int) (((long) base * base) % mod);
            exp >>= 1;
        }
        return (int) res;
    }

}

性能

2099.找到和最大的长度为K的子序列

目标

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k 。你需要找到 nums 中长度为 k 的 子序列 ,且这个子序列的 和最大 。

请你返回 任意 一个长度为 k 的整数子序列。

子序列 定义为从一个数组里删除一些元素后,不改变剩下元素的顺序得到的数组。

示例 1:

输入:nums = [2,1,3,3], k = 2
输出:[3,3]
解释:
子序列有最大和:3 + 3 = 6 。

示例 2:

输入:nums = [-1,-2,3,4], k = 3
输出:[-1,3,4]
解释:
子序列有最大和:-1 + 3 + 4 = 6 。

示例 3:

输入:nums = [3,4,3,3], k = 2
输出:[3,4]
解释:
子序列有最大和:3 + 4 = 7 。
另一个可行的子序列为 [4, 3] 。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 1000
  • -10^5 <= nums[i] <= 10^5
  • 1 <= k <= nums.length

思路

返回数组任意一个长度为 k 并且和最大的子序列。

将元素值与下标绑定后按元素值排序,取值最大的 k 个元素,然后再按下标排序即可。

有网友最后没有使用排序,而是记录临界元素 e 以及它在子序列中的个数 cnt,遍历原数组,如果大于 e 直接加入答案,如果等于 e 则需要判断 cnt 的剩余个数。

代码


/**
 * @date 2025-06-28 9:44
 */
public class MaxSubsequence2099 {

    public int[] maxSubsequence(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        int[][] arr = new int[n][2];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            arr[i] = new int[]{nums[i], i};
        }
        Arrays.sort(arr, (a, b) -> a[0] - b[0]);
        int[] res = new int[k];
        int[][] subArr = new int[k][2];
        System.arraycopy(arr, n - k, subArr, 0, k);
        Arrays.sort(subArr, (a, b) -> a[1] - b[1]);
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            res[i] = subArr[i][0];
        }
        return res;
    }
}

性能

2014.重复K次的最长子序列

目标

给你一个长度为 n 的字符串 s ,和一个整数 k 。请你找出字符串 s 中 重复 k 次的 最长子序列 。

子序列 是由其他字符串删除某些(或不删除)字符派生而来的一个字符串。

如果 seq * k 是 s 的一个子序列,其中 seq * k 表示一个由 seq 串联 k 次构造的字符串,那么就称 seq 是字符串 s 中一个 重复 k 次 的子序列。

  • 举个例子,"bba" 是字符串 "bababcba" 中的一个重复 2 次的子序列,因为字符串 "bbabba" 是由 "bba" 串联 2 次构造的,而 "bbabba" 是字符串 "bababcba" 的一个子序列。

返回字符串 s 中 重复 k 次的最长子序列 。如果存在多个满足的子序列,则返回 字典序最大 的那个。如果不存在这样的子序列,返回一个 空 字符串。

示例 1:

输入:s = "letsleetcode", k = 2
输出:"let"
解释:存在两个最长子序列重复 2 次:let" 和 "ete" 。
"let" 是其中字典序最大的一个。

示例 2:

输入:s = "bb", k = 2
输出:"b"
解释:重复 2 次的最长子序列是 "b" 。

示例 3:

输入:s = "ab", k = 2
输出:""
解释:不存在重复 2 次的最长子序列。返回空字符串。

说明:

  • n == s.length
  • 2 <= k <= 2000
  • 2 <= n < k * 8
  • s 由小写英文字母组成

思路

// todo

代码

性能

2311.小于等于K的最长二进制子序列

目标

给你一个二进制字符串 s 和一个正整数 k 。

请你返回 s 的 最长 子序列的长度,且该子序列对应的 二进制 数字小于等于 k 。

注意:

  • 子序列可以有 前导 0 。
  • 空字符串视为 0 。
  • 子序列 是指从一个字符串中删除零个或者多个字符后,不改变顺序得到的剩余字符序列。

示例 1:

输入:s = "1001010", k = 5
输出:5
解释:s 中小于等于 5 的最长子序列是 "00010" ,对应的十进制数字是 2 。
注意 "00100" 和 "00101" 也是可行的最长子序列,十进制分别对应 4 和 5 。
最长子序列的长度为 5 ,所以返回 5 。

示例 2:

输入:s = "00101001", k = 1
输出:6
解释:"000001" 是 s 中小于等于 1 的最长子序列,对应的十进制数字是 1 。
最长子序列的长度为 6 ,所以返回 6 。

说明:

  • 1 <= s.length <= 1000
  • s[i] 要么是 '0' ,要么是 '1' 。
  • 1 <= k <= 10^9

思路

有一个二进制字符串 s,求满足条件的最长子序列长度,要求子序列表示的二进制数字小于等于 k

可以计算出 k 的二进制表示 target,长度 l 最大为 30。问题的关键是能否找到长度为 l 的子序列,使得它小于等于 target,显然长度小于 l 的二进制数字必定小于等于 target。但是可以包含前导零,那么只要是 0 就可以加到左边。

贪心策略:判断长为 l 的后缀是否小于等于 k,如果是,则结果加上 l,否则加上 l - 1,然后再累加上 0 ~ n - l - 10 的个数即可。

代码


/**
 * @date 2025-06-26 8:47
 */
public class LongestSubsequence2311 {

    public int longestSubsequence(String s, int k) {
        int res = 0;
        s = "0" + s;
        int n = s.length();
        long base = 2;
        long v = s.charAt(n - 1) - '0';
        for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
            if (v <= k) {
                res++;
                v += base * (s.charAt(i - 1) - '0');
                if (base <= k) {
                    base *= 2;
                }
            } else if (s.charAt(i) == '0') {
                res++;
            }
        }
        return res;
    }

}

性能

2040.两个有序数组的第K小乘积

目标

给你两个 从小到大排好序 且下标从 0 开始的整数数组 nums1 和 nums2 以及一个整数 k ,请你返回第 k (从 1 开始编号)小的 nums1[i] * nums2[j] 的乘积,其中 0 <= i < nums1.length 且 0 <= j < nums2.length 。

示例 1:

输入:nums1 = [2,5], nums2 = [3,4], k = 2
输出:8
解释:第 2 小的乘积计算如下:
- nums1[0] * nums2[0] = 2 * 3 = 6
- nums1[0] * nums2[1] = 2 * 4 = 8
第 2 小的乘积为 8 。

示例 2:

输入:nums1 = [-4,-2,0,3], nums2 = [2,4], k = 6
输出:0
解释:第 6 小的乘积计算如下:
- nums1[0] * nums2[1] = (-4) * 4 = -16
- nums1[0] * nums2[0] = (-4) * 2 = -8
- nums1[1] * nums2[1] = (-2) * 4 = -8
- nums1[1] * nums2[0] = (-2) * 2 = -4
- nums1[2] * nums2[0] = 0 * 2 = 0
- nums1[2] * nums2[1] = 0 * 4 = 0
第 6 小的乘积为 0 。

示例 3:

输入:nums1 = [-2,-1,0,1,2], nums2 = [-3,-1,2,4,5], k = 3
输出:-6
解释:第 3 小的乘积计算如下:
- nums1[0] * nums2[4] = (-2) * 5 = -10
- nums1[0] * nums2[3] = (-2) * 4 = -8
- nums1[4] * nums2[0] = 2 * (-3) = -6
第 3 小的乘积为 -6 。

说明:

  • 1 <= nums1.length, nums2.length <= 5 * 10^4
  • -10^5 <= nums1[i], nums2[j] <= 10^5
  • 1 <= k <= nums1.length * nums2.length
  • nums1 和 nums2 都是从小到大排好序的。

思路

有两个有序数组 nums1nums2,从两个数组中中各取一个数相乘,返回第 k 小的乘积。

代码

性能

2200.找出数组中的所有K近邻下标

目标

给你一个下标从 0 开始的整数数组 nums 和两个整数 key 和 k 。K 近邻下标 是 nums 中的一个下标 i ,并满足至少存在一个下标 j 使得 |i - j| <= k 且 nums[j] == key 。

以列表形式返回按 递增顺序 排序的所有 K 近邻下标。

示例 1:

输入:nums = [3,4,9,1,3,9,5], key = 9, k = 1
输出:[1,2,3,4,5,6]
解释:因此,nums[2] == key 且 nums[5] == key 。
- 对下标 0 ,|0 - 2| > k 且 |0 - 5| > k ,所以不存在 j 使得 |0 - j| <= k 且 nums[j] == key 。所以 0 不是一个 K 近邻下标。
- 对下标 1 ,|1 - 2| <= k 且 nums[2] == key ,所以 1 是一个 K 近邻下标。
- 对下标 2 ,|2 - 2| <= k 且 nums[2] == key ,所以 2 是一个 K 近邻下标。
- 对下标 3 ,|3 - 2| <= k 且 nums[2] == key ,所以 3 是一个 K 近邻下标。
- 对下标 4 ,|4 - 5| <= k 且 nums[5] == key ,所以 4 是一个 K 近邻下标。
- 对下标 5 ,|5 - 5| <= k 且 nums[5] == key ,所以 5 是一个 K 近邻下标。
- 对下标 6 ,|6 - 5| <= k 且 nums[5] == key ,所以 6 是一个 K 近邻下标。
因此,按递增顺序返回 [1,2,3,4,5,6] 。 

示例 2:

输入:nums = [2,2,2,2,2], key = 2, k = 2
输出:[0,1,2,3,4]
解释:对 nums 的所有下标 i ,总存在某个下标 j 使得 |i - j| <= k 且 nums[j] == key ,所以每个下标都是一个 K 近邻下标。 
因此,返回 [0,1,2,3,4] 。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 1000
  • 1 <= nums[i] <= 1000
  • key 是数组 nums 中的一个整数
  • 1 <= k <= nums.length

思路

返回数组中元素值为 keyk 临近下标,即元素 key 的下标以及其左右 k 个下标。要求以递增顺序返回,不能包含重复下标。

遍历数组,判断 nums[i] 是否等于 k,如果相等则将左右两侧的 k 个下标加入答案。使用一个指针标记当前已经记录的最大下标,避免将重复的下标加入答案。

代码


/**
 * @date 2025-06-24 0:11
 */
public class FindKDistantIndices2200 {

    public List<Integer> findKDistantIndices(int[] nums, int key, int k) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        int n = nums.length;
        int r = -1;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (nums[i] == key) {
                int l = Math.max(r + 1, i - k);
                r = Math.min(n - 1, i + k);
                for (int j = l; j <= r; j++) {
                    res.add(j);
                }
            }
        }
        return res;
    }

}

性能

2081.k镜像数字的和

目标

一个 k 镜像数字 指的是一个在十进制和 k 进制下从前往后读和从后往前读都一样的 没有前导 0 的 正 整数。

  • 比方说,9 是一个 2 镜像数字。9 在十进制下为 9 ,二进制下为 1001 ,两者从前往后读和从后往前读都一样。
  • 相反地,4 不是一个 2 镜像数字。4 在二进制下为 100 ,从前往后和从后往前读不相同。

给你进制 k 和一个数字 n ,请你返回 k 镜像数字中 最小 的 n 个数 之和 。

示例 1:

输入:k = 2, n = 5
输出:25
解释:
最小的 5 个 2 镜像数字和它们的二进制表示如下:
  十进制       二进制
    1          1
    3          11
    5          101
    7          111
    9          1001
它们的和为 1 + 3 + 5 + 7 + 9 = 25 。

示例 2:

输入:k = 3, n = 7
输出:499
解释:
7 个最小的 3 镜像数字和它们的三进制表示如下:
  十进制       三进制
    1          1
    2          2
    4          11
    8          22
    121        11111
    151        12121
    212        21212
它们的和为 1 + 2 + 4 + 8 + 121 + 151 + 212 = 499 。

示例 3:

输入:k = 7, n = 17
输出:20379000
解释:17 个最小的 7 镜像数字分别为:
1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 121, 171, 242, 292, 16561, 65656, 2137312, 4602064, 6597956, 6958596

说明:

  • 2 <= k <= 9
  • 1 <= n <= 30

思路

核心思想:

  1. 首先枚举 10 进制下的镜像数字
  2. 判断这些镜像数字是否是 k 进制下的镜像数字

代码

//todo

性能

2138.将字符串拆分为若干长度为k的组

目标

字符串 s 可以按下述步骤划分为若干长度为 k 的组:

  • 第一组由字符串中的前 k 个字符组成,第二组由接下来的 k 个字符串组成,依此类推。每个字符都能够成为 某一个 组的一部分。
  • 对于最后一组,如果字符串剩下的字符 不足 k 个,需使用字符 fill 来补全这一组字符。

注意,在去除最后一个组的填充字符 fill(如果存在的话)并按顺序连接所有的组后,所得到的字符串应该是 s 。

给你一个字符串 s ,以及每组的长度 k 和一个用于填充的字符 fill ,按上述步骤处理之后,返回一个字符串数组,该数组表示 s 分组后 每个组的组成情况。

示例 1:

输入:s = "abcdefghi", k = 3, fill = "x"
输出:["abc","def","ghi"]
解释:
前 3 个字符是 "abc" ,形成第一组。
接下来 3 个字符是 "def" ,形成第二组。
最后 3 个字符是 "ghi" ,形成第三组。
由于所有组都可以由字符串中的字符完全填充,所以不需要使用填充字符。
因此,形成 3 组,分别是 "abc"、"def" 和 "ghi" 。

示例 2:

输入:s = "abcdefghij", k = 3, fill = "x"
输出:["abc","def","ghi","jxx"]
解释:
与前一个例子类似,形成前三组 "abc"、"def" 和 "ghi" 。
对于最后一组,字符串中仅剩下字符 'j' 可以用。为了补全这一组,使用填充字符 'x' 两次。
因此,形成 4 组,分别是 "abc"、"def"、"ghi" 和 "jxx" 。

说明:

  • 1 <= s.length <= 100
  • s 仅由小写英文字母组成
  • 1 <= k <= 100
  • fill 是一个小写英文字母

思路

将字符串划分为长度为 k 的组,如果长度不足则使用 fill 补全。

代码


/**
 * @date 2025-06-22 12:16
 */
public class DivideString2138 {

    public String[] divideString(String s, int k, char fill) {
        int n = s.length();
        String[] res = new String[n / k + (n % k == 0 ? 0 : 1)];
        char[] chars = s.toCharArray();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        int j = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (i != 0 && i % k == 0) {
                res[j++] = sb.toString();
                sb = new StringBuilder();
            }
            sb.append(chars[i]);
        }
        int cnt = k - sb.length();
        while (cnt > 0) {
            sb.append(fill);
            cnt--;
        }
        if (j == res.length - 1) {
            res[j] = sb.toString();
        }
        return res;
    }

}

性能

3085.成为K特殊字符串需要删除的最少字符数

目标

给你一个字符串 word 和一个整数 k。

如果 |freq(word[i]) - freq(word[j])| <= k 对于字符串中所有下标 i 和 j 都成立,则认为 word 是 k 特殊字符串。

此处,freq(x) 表示字符 x 在 word 中的出现频率,而 |y| 表示 y 的绝对值。

返回使 word 成为 k 特殊字符串 需要删除的字符的最小数量。

示例 1:

输入:word = "aabcaba", k = 0
输出:3
解释:可以删除 2 个 "a" 和 1 个 "c" 使 word 成为 0 特殊字符串。word 变为 "baba",此时 freq('a') == freq('b') == 2。

示例 2:

输入:word = "dabdcbdcdcd", k = 2
输出:2
解释:可以删除 1 个 "a" 和 1 个 "d" 使 word 成为 2 特殊字符串。word 变为 "bdcbdcdcd",此时 freq('b') == 2,freq('c') == 3,freq('d') == 4。

示例 3:

输入:word = "aaabaaa", k = 2
输出:1
解释:可以删除 1 个 "b" 使 word 成为 2特殊字符串。因此,word 变为 "aaaaaa",此时每个字母的频率都是 6。

说明:

  • 1 <= word.length <= 10^5
  • 0 <= k <= 10^5
  • word 仅由小写英文字母组成。

思路

统计字符串中字符的频次,如果频次最大值减去频次最小值小于等于 k 则称为 k 特殊字符,计算使得字符串变为 k 特殊字符串最少需要删除多少个字符。

贪心策略:要删就将频次最小的字母全部删掉,关注的是最终的最大与最小频次,如果只删除部分则会使差值变大。

算法步骤如下:

  1. 统计字母出现频次(去除掉频次为 0 的)并排序。
  2. 从小到大枚举频次最小值 i,需要删掉的字符个数为 Σl + Σ(r - i - k), 其中 l 表示所有小于 i 的频次,r 表示所有大于 i + k 的频次。
  3. 取其最小值。

代码


/**
 * @date 2025-06-21 20:58
 */
public class MinimumDeletions3085 {

    public int minimumDeletions(String word, int k) {
        int res = Integer.MAX_VALUE;
        int[] cnt = new int[26];
        char[] chars = word.toCharArray();
        for (char c : chars) {
            cnt[c - 'a']++;
        }
        Arrays.sort(cnt);
        List<Integer> frequency = new ArrayList<>();
        for (int i : cnt) {
            if (i > 0) {
                frequency.add(i);
            }
        }
        int l = 0;
        int n = frequency.size();
        for (Integer i : frequency) {
            int deletions = l;
            l += i;
            int r = i + k;
            for (int j = n - 1; frequency.get(j) > r; j--) {
                deletions += frequency.get(j) - r;
            }
            res = Math.min(res, deletions);
        }
        return res;
    }

}

性能