3392.统计符合条件长度为3的子数组数目

目标

给你一个整数数组 nums ,请你返回长度为 3 的 子数组,满足第一个数和第三个数的和恰好为第二个数的一半。

子数组 指的是一个数组中连续 非空 的元素序列。

示例 1:

输入:nums = [1,2,1,4,1]
输出:1
解释:
只有子数组 [1,4,1] 包含 3 个元素且第一个和第三个数字之和是中间数字的一半。number.

示例 2:

输入:nums = [1,1,1]
输出:0
解释:
[1,1,1] 是唯一长度为 3 的子数组,但第一个数和第三个数的和不是第二个数的一半。

说明:

  • 3 <= nums.length <= 100
  • -100 <= nums[i] <= 100

思路

求数组 nums 中长度为 3 且满足条件的子数组个数,子数组需满足两边元素和 是中间元素的一半。

依题意模拟即可。

代码


/**
 * @date 2025-04-27 0:14
 */
public class CountSubarrays3392 {

    public int countSubarrays(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int left = 0;
        int res = 0;
        for (int right = 2; right < n; right++) {
            if ((nums[left++] + nums[right]) * 2 == nums[right - 1]) {
                res++;
            }
        }
        return res;
    }

}

性能

2444.统计定界子数组的数目

目标

给你一个整数数组 nums 和两个整数 minK 以及 maxK 。

nums 的定界子数组是满足下述条件的一个子数组:

  • 子数组中的 最小值 等于 minK 。
  • 子数组中的 最大值 等于 maxK 。

返回定界子数组的数目。

子数组是数组中的一个连续部分。

示例 1:

输入:nums = [1,3,5,2,7,5], minK = 1, maxK = 5
输出:2
解释:定界子数组是 [1,3,5] 和 [1,3,5,2] 。

示例 2:

输入:nums = [1,1,1,1], minK = 1, maxK = 1
输出:10
解释:nums 的每个子数组都是一个定界子数组。共有 10 个子数组。

说明:

  • 2 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i], minK, maxK <= 10^6

思路

统计满足条件的子数组个数,子数组中必须包含 minKmaxK,并且其它元素值在 [minK, maxK] 内。

明显的滑动窗口问题,求窗口内 minKmaxK 的计数均大于等于 1 且元素值在 [minK, maxK] 内的子数组个数。

如果遇到不在范围内的元素,直接从下一个位置重新开始滑动,关键点是记录滑动的开始位置 start

代码


/**
 * @date 2025-04-26 0:25
 */
public class CountSubarrays2444 {

    public long countSubarrays(int[] nums, int minK, int maxK) {
        int n = nums.length;
        int minCnt = 0, maxCnt = 0;
        int left = 0, start = 0;
        long res = 0L;
        for (int right = 0; right < n; right++) {
            if (nums[right] < minK || nums[right] > maxK) {
                left = right + 1;
                start = left;
                minCnt = 0;
                maxCnt = 0;
                continue;
            }
            if (nums[right] == minK) {
                minCnt++;
            }
            if (nums[right] == maxK) {
                maxCnt++;
            }
            while (minCnt > 0 && maxCnt > 0) {
                if (nums[left] == minK) {
                    minCnt--;
                }
                if (nums[left] == maxK) {
                    maxCnt--;
                }
                left++;
            }
            res += left - start;
        }
        return res;
    }

}

性能

2845.统计趣味子数组的数目

目标

给你一个下标从 0 开始的整数数组 nums ,以及整数 modulo 和整数 k 。

请你找出并统计数组中 趣味子数组 的数目。

如果 子数组 nums[l..r] 满足下述条件,则称其为 趣味子数组 :

  • 在范围 [l, r] 内,设 cnt 为满足 nums[i] % modulo == k 的索引 i 的数量。并且 cnt % modulo == k 。

以整数形式表示并返回趣味子数组的数目。

注意:子数组是数组中的一个连续非空的元素序列。

示例 1:

输入:nums = [3,2,4], modulo = 2, k = 1
输出:3
解释:在这个示例中,趣味子数组分别是: 
子数组 nums[0..0] ,也就是 [3] 。 
- 在范围 [0, 0] 内,只存在 1 个下标 i = 0 满足 nums[i] % modulo == k 。
- 因此 cnt = 1 ,且 cnt % modulo == k 。
子数组 nums[0..1] ,也就是 [3,2] 。
- 在范围 [0, 1] 内,只存在 1 个下标 i = 0 满足 nums[i] % modulo == k 。
- 因此 cnt = 1 ,且 cnt % modulo == k 。
子数组 nums[0..2] ,也就是 [3,2,4] 。
- 在范围 [0, 2] 内,只存在 1 个下标 i = 0 满足 nums[i] % modulo == k 。
- 因此 cnt = 1 ,且 cnt % modulo == k 。
可以证明不存在其他趣味子数组。因此,答案为 3 。

示例 2:

输入:nums = [3,1,9,6], modulo = 3, k = 0
输出:2
解释:在这个示例中,趣味子数组分别是: 
子数组 nums[0..3] ,也就是 [3,1,9,6] 。
- 在范围 [0, 3] 内,只存在 3 个下标 i = 0, 2, 3 满足 nums[i] % modulo == k 。
- 因此 cnt = 3 ,且 cnt % modulo == k 。
子数组 nums[1..1] ,也就是 [1] 。
- 在范围 [1, 1] 内,不存在下标满足 nums[i] % modulo == k 。
- 因此 cnt = 0 ,且 cnt % modulo == k 。
可以证明不存在其他趣味子数组,因此答案为 2 。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i] <= 10^9
  • 1 <= modulo <= 10^9
  • 0 <= k < modulo

思路

统计数组的趣味子数组数目,趣味子数组指模 modulok 的元素个数模 modulo 也余 k

关键点是如何将左右下标解耦。

代码


/**
 * @date 2025-04-25 0:35
 */
public class CountInterestingSubarrays2845 {

    public long countInterestingSubarrays(List<Integer> nums, int modulo, int k) {
        long res = 0L;
        int n = nums.size();
        int[] prefix = new int[n + 1];
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            prefix[i] = prefix[i - 1] + (nums.get(i - 1) % modulo == k ? 1 : 0);
        }
        long[] cnt = new long[Math.min(modulo, n + 1)];
        for (int right = 0; right <= n; right++) {
            if (prefix[right] - k >= 0) {
                res += cnt[(prefix[right] - k) % modulo];
            }
            cnt[prefix[right] % modulo]++;
        }
        return res;
    }

}

性能

2799.统计完全子数组的数目

目标

给你一个由 正 整数组成的数组 nums 。

如果数组中的某个子数组满足下述条件,则称之为 完全子数组 :

  • 子数组中 不同 元素的数目等于整个数组不同元素的数目。

返回数组中 完全子数组 的数目。

子数组 是数组中的一个连续非空序列。

示例 1:

输入:nums = [1,3,1,2,2]
输出:4
解释:完全子数组有:[1,3,1,2]、[1,3,1,2,2]、[3,1,2] 和 [3,1,2,2] 。

示例 2:

输入:nums = [5,5,5,5]
输出:10
解释:数组仅由整数 5 组成,所以任意子数组都满足完全子数组的条件。子数组的总数为 10 。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 1000
  • 1 <= nums[i] <= 2000

思路

求数组的完全子数组数目,完全子数组指包含数组中的所有不同元素的子数组。

使用哈希集合统计数组中的不同元素个数,使用滑动窗口统计符合条件的子数组数目。初始化时,记录窗口内元素的出现次数,直到包含所有不同元素。循环内如果缺少元素种类则扩展右边界,然后收缩左边界,直到移出元素的出现次数降为 0

代码


/**
 * @date 2025-04-24 0:53
 */
public class CountCompleteSubarrays2799 {

    public int countCompleteSubarrays(int[] nums) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        int max = 0;
        for (int num : nums) {
            set.add(num);
            max = Math.max(max, num);
        }
        int kinds = set.size();
        int left = 0, right = 0;
        set.clear();
        int[] cnt = new int[max + 1];
        while (set.size() < kinds) {
            cnt[nums[right]]++;
            set.add(nums[right++]);
        }
        int n = nums.length;
        int res = 0;
        int out = nums[left];
        do {
            while (right < n && cnt[out] == 0) {
                cnt[nums[right++]]++;
            }
            while (left < n && cnt[out] > 0) {
                res += n - right + 1;
                out = nums[left];
                cnt[nums[left++]]--;
            }
        } while (right < n);
        return res;
    }

}

性能

1399.统计最大组的数目

目标

给你一个整数 n 。请你先求出从 1 到 n 的每个整数 10 进制表示下的数位和(每一位上的数字相加),然后把数位和相等的数字放到同一个组中。

请你统计每个组中的数字数目,并返回数字数目并列最多的组有多少个。

示例 1:

输入:n = 13
输出:4
解释:总共有 9 个组,将 1 到 13 按数位求和后这些组分别是:
[1,10],[2,11],[3,12],[4,13],[5],[6],[7],[8],[9]。总共有 4 个组拥有的数字并列最多。

示例 2:

输入:n = 2
输出:2
解释:总共有 2 个大小为 1 的组 [1],[2]。

示例 3:

输入:n = 15
输出:6

示例 4:

输入:n = 24
输出:5

说明:

  • 1 <= n <= 10^4

思路

计算 1 ~ n 十进制下的数位和,将数位和相同的分成到一组,求组中数字个数并列最多的组有多少个。

根据题意模拟即可,也可以使用数位DP。

代码


/**
 * @date 2025-04-23 0:12
 */
public class CountLargestGroup1399 {

    public int countLargestGroup(int n) {
        int length = String.valueOf(n).length();
        int[] cnt = new int[9 * length + 1];
        int maxDigitSumCnt = 0;
        int res = 0;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            int num = i;
            int sum = 0;
            while (num > 0) {
                sum += num % 10;
                num /= 10;
            }
            if (maxDigitSumCnt < ++cnt[sum]) {
                maxDigitSumCnt = cnt[sum];
                res = 1;
            } else if (maxDigitSumCnt == cnt[sum]) {
                res++;
            }
        }
        return res;
    }

}

性能

2338.统计理想数组的数目

目标

给你两个整数 n 和 maxValue ,用于描述一个 理想数组 。

对于下标从 0 开始、长度为 n 的整数数组 arr ,如果满足以下条件,则认为该数组是一个 理想数组 :

  • 每个 arr[i] 都是从 1 到 maxValue 范围内的一个值,其中 0 <= i < n 。
  • 每个 arr[i] 都可以被 arr[i - 1] 整除,其中 0 < i < n 。

返回长度为 n 的 不同 理想数组的数目。由于答案可能很大,返回对 10^9 + 7 取余的结果。

示例 1:

输入:n = 2, maxValue = 5
输出:10
解释:存在以下理想数组:
- 以 1 开头的数组(5 个):[1,1]、[1,2]、[1,3]、[1,4]、[1,5]
- 以 2 开头的数组(2 个):[2,2]、[2,4]
- 以 3 开头的数组(1 个):[3,3]
- 以 4 开头的数组(1 个):[4,4]
- 以 5 开头的数组(1 个):[5,5]
共计 5 + 2 + 1 + 1 + 1 = 10 个不同理想数组。

示例 2:

输入:n = 5, maxValue = 3
输出:11
解释:存在以下理想数组:
- 以 1 开头的数组(9 个):
   - 不含其他不同值(1 个):[1,1,1,1,1] 
   - 含一个不同值 2(4 个):[1,1,1,1,2], [1,1,1,2,2], [1,1,2,2,2], [1,2,2,2,2]
   - 含一个不同值 3(4 个):[1,1,1,1,3], [1,1,1,3,3], [1,1,3,3,3], [1,3,3,3,3]
- 以 2 开头的数组(1 个):[2,2,2,2,2]
- 以 3 开头的数组(1 个):[3,3,3,3,3]
共计 9 + 1 + 1 = 11 个不同理想数组。

说明:

  • 2 <= n <= 10^4
  • 1 <= maxValue <= 10^4

思路

//todo

代码

性能

2145.统计隐藏数组数目

目标

给你一个下标从 0 开始且长度为 n 的整数数组 differences ,它表示一个长度为 n + 1 的 隐藏 数组 相邻 元素之间的 差值 。更正式的表述为:我们将隐藏数组记作 hidden ,那么 differences[i] = hidden[i + 1] - hidden[i] 。

同时给你两个整数 lower 和 upper ,它们表示隐藏数组中所有数字的值都在 闭 区间 [lower, upper] 之间。

比方说,differences = [1, -3, 4] ,lower = 1 ,upper = 6 ,那么隐藏数组是一个长度为 4 且所有值都在 1 和 6 (包含两者)之间的数组。
[3, 4, 1, 5] 和 [4, 5, 2, 6] 都是符合要求的隐藏数组。
[5, 6, 3, 7] 不符合要求,因为它包含大于 6 的元素。
[1, 2, 3, 4] 不符合要求,因为相邻元素的差值不符合给定数据。
请你返回 符合 要求的隐藏数组的数目。如果没有符合要求的隐藏数组,请返回 0 。

示例 1:

输入:differences = [1,-3,4], lower = 1, upper = 6
输出:2
解释:符合要求的隐藏数组为:
- [3, 4, 1, 5]
- [4, 5, 2, 6]
所以返回 2 。

示例 2:

输入:differences = [3,-4,5,1,-2], lower = -4, upper = 5
输出:4
解释:符合要求的隐藏数组为:
- [-3, 0, -4, 1, 2, 0]
- [-2, 1, -3, 2, 3, 1]
- [-1, 2, -2, 3, 4, 2]
- [0, 3, -1, 4, 5, 3]
所以返回 4 。

示例 3:

输入:differences = [4,-7,2], lower = 3, upper = 6
输出:0
解释:没有符合要求的隐藏数组,所以返回 0 。

说明:

  • n == differences.length
  • 1 <= n <= 10^5
  • -10^5 <= differences[i] <= 10^5
  • -10^5 <= lower <= upper <= 10^5

思路

已知某数组的差分数组 differences,以及数组元素值的上下界 lower upper,求有多少个满足条件的数组。

确定了第一个元素,后面整个数组就确定了。数组最大值与最小值的差是固定的,差值小于 upper - lower 就存在符合条件的数组,有 upper - lower - (max - min) + 1 个。注意求 maxmin 时数据可能溢出,使用 long 类型。

代码


/**
 * @date 2025-04-21 0:19
 */
public class NumberOfArrays2145 {

    public int numberOfArrays(int[] differences, int lower, int upper) {
        int n = differences.length;
        long max = 0;
        long min = 0;
        long val = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            val += differences[i];
            max = Math.max(max, val);
            min = Math.min(min, val);
        }
        long res = upper - lower - (max - min) + 1;
        return (int) Math.max(res, 0);
    }

}

性能

781.森林中的兔子

目标

森林中有未知数量的兔子。提问其中若干只兔子 "还有多少只兔子与你(指被提问的兔子)颜色相同?" ,将答案收集到一个整数数组 answers 中,其中 answers[i] 是第 i 只兔子的回答。

给你数组 answers ,返回森林中兔子的最少数量。

示例 1:

输入:answers = [1,1,2]
输出:5
解释:
两只回答了 "1" 的兔子可能有相同的颜色,设为红色。 
之后回答了 "2" 的兔子不会是红色,否则他们的回答会相互矛盾。
设回答了 "2" 的兔子为蓝色。 
此外,森林中还应有另外 2 只蓝色兔子的回答没有包含在数组中。 
因此森林中兔子的最少数量是 5 只:3 只回答的和 2 只没有回答的。

示例 2:

输入:answers = [10,10,10]
输出:11

说明:

  • 1 <= answers.length <= 1000
  • 0 <= answers[i] < 1000

思路

对森林中的兔子提问 有多少只兔子与你颜色相同answers[i] 表示下标为 i 的兔子的回答,问森林中最少有多少只兔子。

假设被提问的兔子的颜色都不相同,那么兔子最少有 sum(answers[i]) + n,即被提问的兔子个数 n 加上与它们颜色相同的兔子个数。

如果被提问的兔子的颜色相同,那么它们的回答一定相同。可以根据回答进行分组,如果分组个数 groupCnt 超过了颜色个数 colorCnt,说明是其它颜色。只需要分组后对 groupCnt / colorCnt 向上取整,然后乘以 colorCnt 即可,即 ⌈groupCnt / colorCnt⌉ * colorCnt

代码


/**
 * @date 2025-04-20 14:09
 */
public class NumRabbits781 {

    public int numRabbits(int[] answers) {
        int res = 0;
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int num : answers) {
            map.merge(num, 1, Integer::sum);
        }
        for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet()) {
            Integer colorCnt = entry.getKey() + 1;
            Integer groupCnt = entry.getValue();
            int colors = (groupCnt + colorCnt - 1) / colorCnt;
            res += colors * colorCnt;
        }
        return res;
    }
}

性能

2563.统计公平数对的数目

目标

给你一个下标从 0 开始、长度为 n 的整数数组 nums ,和两个整数 lower 和 upper ,返回 公平数对的数目 。

如果 (i, j) 数对满足以下情况,则认为它是一个 公平数对 :

  • 0 <= i < j < n,且
  • lower <= nums[i] + nums[j] <= upper

示例 1:

输入:nums = [0,1,7,4,4,5], lower = 3, upper = 6
输出:6
解释:共计 6 个公平数对:(0,3)、(0,4)、(0,5)、(1,3)、(1,4) 和 (1,5) 。

示例 2:

输入:nums = [1,7,9,2,5], lower = 11, upper = 11
输出:1
解释:只有单个公平数对:(2,3) 。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • nums.length == n
  • -10^9 <= nums[i] <= 10^9
  • -10^9 <= lower <= upper <= 10^9

思路

计算数组中公平数对的个数,定义公平数对 (i, j) 满足 0 <= i < j < n && lower <= nums[i] + nums[j] <= upper

对于下标 i,与之匹配的下标 j 需满足 j > i && lower - nums[i] <= nums[j] <= upper - nums[i]。公平数对下标不能相同,只要没有重复组合 i < j 或者 j < i 都可以,不关心相对位置,可以排序。

针对每一个下标 i[i + 1, n - 1] 内二分查找上下界,计算其中的元素个数即可。

代码


/**
 * @date 2025-04-19 21:41
 */
public class CountFairPairs2563 {

    public long countFairPairs(int[] nums, int lower, int upper) {
        long res = 0L;
        Arrays.sort(nums);
        int n = nums.length;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int l = lowerBound(i + 1, n - 1, lower - nums[i], nums);
            int r = upperBound(i + 1, n - 1, upper - nums[i], nums);
            res += r - l + 1;
        }
        return res;
    }

    public int lowerBound(int left, int right, int target, int[] nums) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        while (left <= right) {
            if (target <= nums[mid]) {
                right = mid - 1;
            } else {
                left = mid + 1;
            }
            mid = left + (right - left) / 2;
        }
        return left;
    }

    public int upperBound(int left, int right, int target, int[] nums) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        while (left <= right) {
            if (target >= nums[mid]) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid - 1;
            }
            mid = left + (right - left) / 2;
        }
        return right;
    }

}

性能

2364.统计坏数对的数目

目标

给你一个下标从 0 开始的整数数组 nums 。如果 i < j 且 j - i != nums[j] - nums[i] ,那么我们称 (i, j) 是一个 坏数对 。

请你返回 nums 中 坏数对 的总数目。

示例 1:

输入:nums = [4,1,3,3]
输出:5
解释:数对 (0, 1) 是坏数对,因为 1 - 0 != 1 - 4 。
数对 (0, 2) 是坏数对,因为 2 - 0 != 3 - 4, 2 != -1 。
数对 (0, 3) 是坏数对,因为 3 - 0 != 3 - 4, 3 != -1 。
数对 (1, 2) 是坏数对,因为 2 - 1 != 3 - 1, 1 != 2 。
数对 (2, 3) 是坏数对,因为 3 - 2 != 3 - 3, 1 != 0 。
总共有 5 个坏数对,所以我们返回 5 。

示例 2:

输入:nums = [1,2,3,4,5]
输出:0
解释:没有坏数对。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i] <= 10^9

思路

求数组中有多少坏数对,定义坏数对 (i, j) 满足 i < j && j - i != nums[j] - nums[i]

将题目中的条件转化一下,j - nums[j] != i - nums[i],可以维护一个 下标 - 元素值 数组。问题变为求当前下标前有多少个元素与当前元素 不同。对元素值计数,使用当前元素下标(表示 i 前的元素个数)减去当前元素值在前面的出现次数即可。

代码


/**
 * @date 2025-04-18 8:52
 */
public class CountBadPairs2364 {

    public long countBadPairs(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        long res = 0L;
        Map<Integer, Long> cnt = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            res += i - cnt.merge(i - nums[i], 1L, Long::sum) + 1;
        }
        return res;
    }
}

性能