3152.特殊数组II

目标

如果数组的每一对相邻元素都是两个奇偶性不同的数字,则该数组被认为是一个 特殊数组 。

有一个整数数组 nums 和一个二维整数矩阵 queries,对于 queries[i] = [fromi, toi],请你帮助检查子数组 nums[fromi..toi] 是不是一个 特殊数组 。

返回布尔数组 answer,如果 nums[fromi..toi] 是特殊数组,则 answer[i] 为 true ,否则,answer[i] 为 false 。

示例 1:

输入:nums = [3,4,1,2,6], queries = [[0,4]]
输出:[false]
解释:
子数组是 [3,4,1,2,6]。2 和 6 都是偶数。

示例 2:

输入:nums = [4,3,1,6], queries = [[0,2],[2,3]]
输出:[false,true]
解释:
子数组是 [4,3,1]。3 和 1 都是奇数。因此这个查询的答案是 false。
子数组是 [1,6]。只有一对:(1,6),且包含了奇偶性不同的数字。因此这个查询的答案是 true。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i] <= 10^5
  • 1 <= queries.length <= 10^5
  • queries[i].length == 2
  • 0 <= queries[i][0] <= queries[i][1] <= nums.length - 1

思路

类似于特殊数组I,只不过是判断子数组是否是特殊数组。我们可以记录奇偶性相同的下标,如果 queries[i] = [fromi, toi] 包含其中的下标对返回false。但是如果所有元素的奇偶性都相同,下标对有n个,查询也是n次,O(n^2) 对于 10^5 的数据规模会超时。

我们可以将问题转化一下,由于仅考虑相邻元素的奇偶性,将数组中的偶数元素都替换为0,奇数元素都替换为1,这样0与1交替出现的是特殊数组。使用前缀和判断不了是否交替出现,只能初步排除一些区间。

之所以超时是因为进行了许多重复判断,我们想直接判断查询区间是否包含奇偶相同的下标对。可以使用二分查找,如果查出的from,to下标相同,说明不相交。

这里比较坑的一点是,题目中没有说明如果查询区间只包含一个值视为奇偶性不同。

log2(10^5) ≈ 16.6 时间复杂度为O(nlogn),耗时30ms,说明10^6的数据规模,O(n)的解法不会超时,以后多留意一下。

看了题解,其实可以使用前缀和,只不过不是将原数组转为0或1计算前缀和,而是定义数组diff,原数组nums相邻元素奇偶性相同为0,不同为1。对应给定的区间,我们就可以根据diff的前缀和判断是否含有奇偶性相同的元素。时间复杂度为O(n),耗时3ms。

也有使用动态规划求解的,记录最近一次奇偶性相同的位置。时间复杂度为O(n),耗时3ms。

代码

/**
 * @date 2024-08-14 9:58
 */
public class IsArraySpecial3152 {

    public boolean[] isArraySpecial_v1(int[] nums, int[][] queries) {
        int n = nums.length;
        List<Integer> from = new ArrayList<>();
        List<Integer> to = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            int j = i - 1;
            if (nums[i] % 2 == nums[j] % 2) {
                from.add(j);
                to.add(i);
            }
        }
        int l = from.size();
        int[] fromArray = new int[l];
        int[] toArray = new int[l];
        for (int i = 0; i < l; i++) {
            fromArray[i] = from.get(i);
            toArray[i] = to.get(i);
        }
        int length = queries.length;
        boolean[] res = new boolean[length];
        Arrays.fill(res, true);
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            int[] query = queries[i];
            if (query[0] == query[1]) {
                // 如果查询区间相同认为是特殊区间
                res[i] = true;
                continue;
            }
            int fromIndex = Arrays.binarySearch(fromArray, query[0]);
            if (fromIndex >= 0) {
                // 如果需要查询的数组包含了query[0],由于前面判断了相等的情况,
                // 执行到这里query[1] > query[0],而对应的toIndex 为 fromIndex + 1,
                // 推出 query[1] >= toIndex,说明包含奇偶性相同的下标对,
                res[i] = false;
                continue;
            }
            int toIndex = Arrays.binarySearch(toArray, query[1]);
            if (fromIndex != toIndex) {
                // 执行到这里,fromIndex < 0,如果 toIndex >= 0,由于 query[0] < query[1],推出 query[0] <= fromIndex
                // 如果 toIndex < 0,说明查询区间开始与结束下标都没有找到,
                // 如果插入位置不同,说明也包含了奇偶性相同的元素
                res[i] = false;
            }
        }
        return res;
    }

}

性能