3147.从魔法师身上吸取的最大能量

目标

在神秘的地牢中,n 个魔法师站成一排。每个魔法师都拥有一个属性,这个属性可以给你提供能量。有些魔法师可能会给你负能量,即从你身上吸取能量。

你被施加了一种诅咒,当你从魔法师 i 处吸收能量后,你将被立即传送到魔法师 (i + k) 处。这一过程将重复进行,直到你到达一个不存在 (i + k) 的魔法师为止。

换句话说,你将选择一个起点,然后以 k 为间隔跳跃,直到到达魔法师序列的末端,在过程中吸收所有的能量。

给定一个数组 energy 和一个整数k,返回你能获得的 最大 能量。

示例 1:

输入: energy = [5,2,-10,-5,1], k = 3
输出: 3
解释:可以从魔法师 1 开始,吸收能量 2 + 1 = 3。

示例 2:

输入: energy = [-2,-3,-1], k = 2
输出: -1
解释:可以从魔法师 2 开始,吸收能量 -1。

说明:

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

思路

n 个魔法师站成一排,每个魔法师会吸取/提供能量并将你传送到第 i + k 个魔法师的位置,任选一个魔法师作为起点,求能够获得的最大能量。

求 k 个间隔为 k 的后缀和,取过程中产生的最大值。

代码


/**
 * @date 2025-10-10 9:03
 */
public class MaximumEnergy3147 {

    public int maximumEnergy(int[] energy, int k) {
        int n = energy.length;
        int res = Integer.MIN_VALUE;
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            int sum = 0;
            for (int j = n - 1 - i; j >= 0; j -= k) {
                sum += energy[j];
                res = Math.max(res, sum);
            }
        }
        return res;
    }

}

性能

3494.酿造药水需要的最少总时间

目标

给你两个长度分别为 n 和 m 的整数数组 skill 和 mana 。

在一个实验室里,有 n 个巫师,他们必须按顺序酿造 m 个药水。每个药水的法力值为 mana[j],并且每个药水 必须 依次通过 所有 巫师处理,才能完成酿造。第 i 个巫师在第 j 个药水上处理需要的时间为 timeij = skill[i] * mana[j]。

由于酿造过程非常精细,药水在当前巫师完成工作后 必须 立即传递给下一个巫师并开始处理。这意味着时间必须保持 同步,确保每个巫师在药水到达时 马上 开始工作。

返回酿造所有药水所需的 最短 总时间。

示例 1:

输入: skill = [1,5,2,4], mana = [5,1,4,2]
输出: 110
解释:
药水编号 开始时间 巫师 0 完成时间 巫师 1 完成时间 巫师 2 完成时间 巫师 3 完成时间
0  0  5 30 40 60
1 52 53 58 60 64
2 54 58 78 86 102
3 86 88 98 102 110
举个例子,为什么巫师 0 不能在时间 t = 52 前开始处理第 1 个药水,假设巫师们在时间 t = 50 开始准备第 1 个药水。时间 t = 58 时,巫师 2 已经完成了第 1 个药水的处理,但巫师 3 直到时间 t = 60 仍在处理第 0 个药水,无法马上开始处理第 1个药水。

示例 2:

输入: skill = [1,1,1], mana = [1,1,1]
输出: 5
解释:
第 0 个药水的准备从时间 t = 0 开始,并在时间 t = 3 完成。
第 1 个药水的准备从时间 t = 1 开始,并在时间 t = 4 完成。
第 2 个药水的准备从时间 t = 2 开始,并在时间 t = 5 完成。

示例 3:

输入: skill = [1,2,3,4], mana = [1,2]
输出: 21

说明:

  • n == skill.length
  • m == mana.length
  • 1 <= n, m <= 5000
  • 1 <= mana[i], skill[i] <= 5000

思路

有 n 个巫师按顺序酿造 m 个药水,每个药水必须按顺序依次由 n 个巫师处理。第 i 个巫师处理第 j 个药水的时间为 skill[i] * mana[j]。求酿造所有药水所需的最短总时间。

定义 dp[i][j] 表示巫师 j - 1 制作完第 i - 1 瓶药的最短时间,状态转移方程为 dp[i][j] = Math.max(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]) + skill[j - 1] * mana[i - 1],即前面巫师的完成时间以及当前巫师上一轮的完成时间。当前药水完成之后需要倒序更新各个巫师的完成时间,因为状态转移方程只能保证最后一个巫师完成的时间是正确的,前面巫师的完成时间应该由最后一个完成时间来倒推。如果不更新会导致下一瓶药水的制作时间偏早。

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代码


/**
 * @date 2025-10-09 9:02
 */
public class MinTime3494 {

    public long minTime(int[] skill, int[] mana) {
        int n = skill.length;
        int m = mana.length;
        long[][] dp = new long[m + 1][n + 2];
        for (int i = 1; i <= m; i++) {
            for (int j = 1; j <= n; j++) {
                dp[i][j] = Math.max(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]) + skill[j - 1] * mana[i - 1];
            }
            for (int j = n - 1; j >= 1; j--) {
                dp[i][j] = dp[i][j + 1] - skill[j] * mana[i - 1];
            }
        }
        return dp[m][n];
    }

}

性能

2300.咒语和药水的成功对数

目标

给你两个正整数数组 spells 和 potions ,长度分别为 n 和 m ,其中 spells[i] 表示第 i 个咒语的能量强度,potions[j] 表示第 j 瓶药水的能量强度。

同时给你一个整数 success 。一个咒语和药水的能量强度 相乘 如果 大于等于 success ,那么它们视为一对 成功 的组合。

请你返回一个长度为 n 的整数数组 pairs,其中 pairs[i] 是能跟第 i 个咒语成功组合的 药水 数目。

示例 1:

输入:spells = [5,1,3], potions = [1,2,3,4,5], success = 7
输出:[4,0,3]
解释:
- 第 0 个咒语:5 * [1,2,3,4,5] = [5,10,15,20,25] 。总共 4 个成功组合。
- 第 1 个咒语:1 * [1,2,3,4,5] = [1,2,3,4,5] 。总共 0 个成功组合。
- 第 2 个咒语:3 * [1,2,3,4,5] = [3,6,9,12,15] 。总共 3 个成功组合。
所以返回 [4,0,3] 。

示例 2:

输入:spells = [3,1,2], potions = [8,5,8], success = 16
输出:[2,0,2]
解释:
- 第 0 个咒语:3 * [8,5,8] = [24,15,24] 。总共 2 个成功组合。
- 第 1 个咒语:1 * [8,5,8] = [8,5,8] 。总共 0 个成功组合。
- 第 2 个咒语:2 * [8,5,8] = [16,10,16] 。总共 2 个成功组合。
所以返回 [2,0,2] 。

说明:

  • n == spells.length
  • m == potions.length
  • 1 <= n, m <= 10^5
  • 1 <= spells[i], potions[i] <= 10^5
  • 1 <= success <= 10^10

思路

n 个咒语 和 m 瓶药水,对于每一个咒语,如果它的强度 spells[i] 与 药水能量强度 potions[j] 的乘积 大于等于 success 称为一个成功的组合,返回每个咒语的成功组合数。

将药水按强度排序,二分查找最后一个不成功组合的下标,成功的组合数为 m - (index + 1)

代码


/**
 * @date 2025-10-09 11:32
 */
public class SuccessfulPairs2300 {

    public int[] successfulPairs(int[] spells, int[] potions, long success) {
        Arrays.sort(potions);
        int n = potions.length;
        for (int i = 0; i < spells.length; i++) {
            int index = bs(potions, spells[i], success);
            spells[i] = n - 1 - index;
        }
        return spells;
    }

    public int bs(int[] potions, long spell, long success) {
        int r = potions.length - 1;
        int l = 0;
        int m = l + (r - l) / 2;
        while (l <= r) {
            if (spell * potions[m] >= success) {
                r = m - 1;
            } else {
                l = m + 1;
            }
            m = l + (r - l) / 2;
        }
        return r;
    }

}

性能

1518.换水问题

目标

超市正在促销,你可以用 numExchange 个空水瓶从超市兑换一瓶水。最开始,你一共购入了 numBottles 瓶水。

如果喝掉了水瓶中的水,那么水瓶就会变成空的。

给你两个整数 numBottles 和 numExchange ,返回你 最多 可以喝到多少瓶水。

示例 1:

输入:numBottles = 9, numExchange = 3
输出:13
解释:你可以用 3 个空瓶兑换 1 瓶水。
所以最多能喝到 9 + 3 + 1 = 13 瓶水。

示例 2:

输入:numBottles = 15, numExchange = 4
输出:19
解释:你可以用 4 个空瓶兑换 1 瓶水。
所以最多能喝到 15 + 3 + 1 = 19 瓶水。

提示:

  • 1 <= numBottles <= 100
  • 2 <= numExchange <= 100

思路

有 numBottles 瓶水,numExchange 个空瓶可以兑换一瓶水,问最多可以喝几瓶水。

依题意模拟即可。空瓶数 = 剩余未兑换空瓶 + 新兑换瓶数。

代码


/**
 * @date 2025-10-01 19:05
 */
public class NumWaterBottles1518 {

    public int numWaterBottles(int numBottles, int numExchange) {
        int res = numBottles;
        while (numBottles >= numExchange) {
            int change = numBottles / numExchange;
            res += change;
            numBottles = numBottles % numExchange + change;
        }
        return res;
    }
}

性能