3225.网格图操作后的最大分数

目标

给你一个大小为 n x n 的二维矩阵 grid ,一开始所有格子都是白色的。一次操作中,你可以选择任意下标为 (i, j) 的格子,并将第 j 列中从最上面到第 i 行所有格子改成黑色。

如果格子 (i, j) 为白色,且左边或者右边的格子至少一个格子为黑色,那么我们将 grid[i][j] 加到最后网格图的总分中去。

请你返回执行任意次操作以后,最终网格图的 最大 总分数。

示例 1:

输入:grid = [[0,0,0,0,0],[0,0,3,0,0],[0,1,0,0,0],[5,0,0,3,0],[0,0,0,0,2]]
输出:11
解释:
第一次操作中,我们将第 1 列中,最上面的格子到第 3 行的格子染成黑色。第二次操作中,我们将第 4 列中,最上面的格子到最后一行的格子染成黑色。最后网格图总分为 grid[3][0] + grid[1][2] + grid[3][3] 等于 11 。

示例 2:

输入:grid = [[10,9,0,0,15],[7,1,0,8,0],[5,20,0,11,0],[0,0,0,1,2],[8,12,1,10,3]]
输出:94
解释:
我们对第 1 ,2 ,3 列分别从上往下染黑色到第 1 ,4, 0 行。最后网格图总分为 grid[0][0] + grid[1][0] + grid[2][1] + grid[4][1] + grid[1][3] + grid[2][3] + grid[3][3] + grid[4][3] + grid[0][4] 等于 94 。

说明:

  • 1 <= n == grid.length <= 100
  • n == grid[i].length
  • 0 <= grid[i][j] <= 10^9

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3464.正方形上的点之间的最大距离

目标

给你一个整数 side,表示一个正方形的边长,正方形的四个角分别位于笛卡尔平面的 (0, 0) ,(0, side) ,(side, 0) 和 (side, side) 处。

同时给你一个 正整数 k 和一个二维整数数组 points,其中 points[i] = [xi, yi] 表示一个点在正方形边界上的坐标。

你需要从 points 中选择 k 个元素,使得任意两个点之间的 最小 曼哈顿距离 最大化 。

返回选定的 k 个点之间的 最小 曼哈顿距离的 最大 可能值。

两个点 (xi, yi) 和 (xj, yj) 之间的曼哈顿距离为 |xi - xj| + |yi - yj|。

示例 1:

输入: side = 2, points = [[0,2],[2,0],[2,2],[0,0]], k = 4
输出: 2
解释:
选择所有四个点。

示例 2:

输入: side = 2, points = [[0,0],[1,2],[2,0],[2,2],[2,1]], k = 4
输出: 1
解释:
选择点 (0, 0) ,(2, 0) ,(2, 2) 和 (2, 1)。

示例 3:

输入: side = 2, points = [[0,0],[0,1],[0,2],[1,2],[2,0],[2,2],[2,1]], k = 5
输出: 1
解释:
选择点 (0, 0) ,(0, 1) ,(0, 2) ,(1, 2) 和 (2, 2)。

说明:

  • 1 <= side <= 10^9
  • 4 <= points.length <= min(4 side, 15 10^3)
  • points[i] == [xi, yi]
  • 输入产生方式如下:
    • points[i] 位于正方形的边界上。
    • 所有 points[i] 都 互不相同 。
  • 4 <= k <= min(25, points.length)

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2463.最小移动总距离

目标

X 轴上有一些机器人和工厂。给你一个整数数组 robot ,其中 robot[i] 是第 i 个机器人的位置。再给你一个二维整数数组 factory ,其中 factory[j] = [positionj, limitj] ,表示第 j 个工厂的位置在 positionj ,且第 j 个工厂最多可以修理 limitj 个机器人。

每个机器人所在的位置 互不相同 。每个工厂所在的位置也 互不相同 。注意一个机器人可能一开始跟一个工厂在 相同的位置 。

所有机器人一开始都是坏的,他们会沿着设定的方向一直移动。设定的方向要么是 X 轴的正方向,要么是 X 轴的负方向。当一个机器人经过一个没达到上限的工厂时,这个工厂会维修这个机器人,且机器人停止移动。

任何时刻,你都可以设置 部分 机器人的移动方向。你的目标是最小化所有机器人总的移动距离。

请你返回所有机器人移动的最小总距离。测试数据保证所有机器人都可以被维修。

注意:

  • 所有机器人移动速度相同。
  • 如果两个机器人移动方向相同,它们永远不会碰撞。
  • 如果两个机器人迎面相遇,它们也不会碰撞,它们彼此之间会擦肩而过。
  • 如果一个机器人经过了一个已经达到上限的工厂,机器人会当作工厂不存在,继续移动。
  • 机器人从位置 x 到位置 y 的移动距离为 |y - x| 。

示例 1:

输入:robot = [0,4,6], factory = [[2,2],[6,2]]
输出:4
解释:如上图所示:
- 第一个机器人从位置 0 沿着正方向移动,在第一个工厂处维修。
- 第二个机器人从位置 4 沿着负方向移动,在第一个工厂处维修。
- 第三个机器人在位置 6 被第二个工厂维修,它不需要移动。
第一个工厂的维修上限是 2 ,它维修了 2 个机器人。
第二个工厂的维修上限是 2 ,它维修了 1 个机器人。
总移动距离是 |2 - 0| + |2 - 4| + |6 - 6| = 4 。没有办法得到比 4 更少的总移动距离。

示例 2:

输入:robot = [1,-1], factory = [[-2,1],[2,1]]
输出:2
解释:如上图所示:
- 第一个机器人从位置 1 沿着正方向移动,在第二个工厂处维修。
- 第二个机器人在位置 -1 沿着负方向移动,在第一个工厂处维修。
第一个工厂的维修上限是 1 ,它维修了 1 个机器人。
第二个工厂的维修上限是 1 ,它维修了 1 个机器人。
总移动距离是 |2 - 1| + |(-2) - (-1)| = 2 。没有办法得到比 2 更少的总移动距离。

说明:

  • 1 <= robot.length, factory.length <= 100
  • factory[j].length == 2
  • -10^9 <= robot[i], positionj <= 10^9
  • 0 <= limitj <= robot.length
  • 测试数据保证所有机器人都可以被维修。

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3655.区间乘法查询后的异或II

目标

给你一个长度为 n 的整数数组 nums 和一个大小为 q 的二维整数数组 queries,其中 queries[i] = [li, ri, ki, vi]。

对于每个查询,需要按以下步骤依次执行操作:

  • 设定 idx = li。
  • 当 idx <= ri 时:
    • 更新:nums[idx] = (nums[idx] * vi) % (10^9 + 7)。
    • 将 idx += ki。

在处理完所有查询后,返回数组 nums 中所有元素的 按位异或 结果。

示例 1:

输入: nums = [1,1,1], queries = [[0,2,1,4]]
输出: 4
解释:
唯一的查询 [0, 2, 1, 4] 将下标 0 到下标 2 的每个元素乘以 4。
数组从 [1, 1, 1] 变为 [4, 4, 4]。
所有元素的异或为 4 ^ 4 ^ 4 = 4。

示例 2:

输入: nums = [2,3,1,5,4], queries = [[1,4,2,3],[0,2,1,2]]
输出: 31
解释:
第一个查询 [1, 4, 2, 3] 将下标 1 和 3 的元素乘以 3,数组变为 [2, 9, 1, 15, 4]。
第二个查询 [0, 2, 1, 2] 将下标 0、1 和 2 的元素乘以 2,数组变为 [4, 18, 2, 15, 4]。
所有元素的异或为 4 ^ 18 ^ 2 ^ 15 ^ 4 = 31。

说明:

  • 1 <= n == nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i] <= 10^9
  • 1 <= q == queries.length <= 10^5
  • queries[i] = [li, ri, ki, vi]
  • 0 <= li <= ri < n
  • 1 <= ki <= n
  • 1 <= vi <= 10^5

思路

有一个长度为 n 的数组,对该数组执行 n 次查询,每次查询从 li 开始,对相距 ki 个位置上的元素执行 nums[idx] = (nums[idx] * vi) % (10^9 + 7) 直到下标 idx > ri。求处理完所有查询后 nums 中所有元素的 按位异或 结果。

可以参考差分数组的思想,采用商分数组。为每一个 ki 创建一个商分数组,需要更新的下标为 l、l + ki、l + 2 * ki、……、l + x * ki。如何确定最后一个下标?使用 r - l 将区间平移至 [0, r - l],距离右端点最近的距离为 (r - l) % k,因此原区间 [l, r] 的最后一个下标是 r - (r - l) % k。对于商分数组,需要在 l 处乘以 vi,在 r - (r - l) % k + k 处除以 vi。由于涉及到取模,这里需要求 vi 的逆元,根据 费马小定理 等价于计算 vi^(p - 2) % p,可以使用快速幂。

暴力解法的时间复杂度为 O(q * n / k),其中 q 为查询数组长度,nnums 长度,k 为所有查询中 ki 的均值,商分数组的时间复杂度为 O(q * logM + k * n)logM 为快速幂求逆元的时间复杂度,M = 10^9 + 7k * n 的复杂度用于遍历每一个 ki 的商分数组,内部是根据起点分组的 0 ~ ki - 1,步长为 ki

可以发现暴力解法的复杂度 k 越大越好,而商分数组的解法 k 越小越好。可以设置一个阈值 S,小于 S 使用商分数组,大于等于 S 使用暴力解法,时间复杂度为 O(q * n / S + S * n)。根据基本不等式 a + b >= 2sqrt(ab),当 a == b 时取等号,因此 q/S + S >= 2 * sqrt(q),当 S = sqrt(q) 时取得最小值。

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3474.字典序最小的生成字符串

目标

给你两个字符串,str1 和 str2,其长度分别为 n 和 m 。

如果一个长度为 n + m - 1 的字符串 word 的每个下标 0 <= i <= n - 1 都满足以下条件,则称其由 str1 和 str2 生成:

  • 如果 str1[i] == 'T',则长度为 m 的 子字符串(从下标 i 开始)与 str2 相等,即 word[i..(i + m - 1)] == str2。
  • 如果 str1[i] == 'F',则长度为 m 的 子字符串(从下标 i 开始)与 str2 不相等,即 word[i..(i + m - 1)] != str2。

返回可以由 str1 和 str2 生成 的 字典序最小 的字符串。如果不存在满足条件的字符串,返回空字符串 ""。

如果字符串 a 在第一个不同字符的位置上比字符串 b 的对应字符在字母表中更靠前,则称字符串 a 的 字典序 小于 字符串 b。

如果前 min(a.length, b.length) 个字符都相同,则较短的字符串字典序更小。

子字符串 是字符串中的一个连续、非空 的字符序列。

示例 1:

输入: str1 = "TFTF", str2 = "ab"
输出: "ababa"
解释:
下表展示了字符串 "ababa" 的生成过程:
下标  T/F   长度为 m 的子字符串
0    'T'        "ab"
1    'F'        "ba"
2    'T'        "ab"
3    'F'        "ba"
字符串 "ababa" 和 "ababb" 都可以由 str1 和 str2 生成。
返回 "ababa",因为它的字典序更小。

示例 2:

输入: str1 = "TFTF", str2 = "abc"
输出: ""
解释:
无法生成满足条件的字符串。

示例 3:

输入: str1 = "F", str2 = "d"
输出: "a"

说明:

  • 1 <= n == str1.length <= 10^4
  • 1 <= m == str2.length <= 500
  • str1 仅由 'T' 或 'F' 组成。
  • str2 仅由小写英文字母组成。

思路

有两个字符串 str1str2,长度分别为 nm。对于长度为 n + m - 1 的字符串 word,如果对于每一个位置 i 都满足以下条件,则称其由 str1str2 生成:

  • 如果 str1[i] == T,那么从 i 开始长度为 m 的子串 word[i ~ i + m - 1]str2 相同。
  • 如果 str1[i] == F,那么从 i 开始长度为 m 的子串 word[i ~ i + m - 1]str2 不同。

返回由 str1str2 生成的字典序最小的字符串,如果无法生成返回空字符。

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2573.找出对应LCP矩阵的字符串

目标

对任一由 n 个小写英文字母组成的字符串 word ,我们可以定义一个 n x n 的矩阵,并满足:

  • lcp[i][j] 等于子字符串 word[i,...,n-1] 和 word[j,...,n-1] 之间的最长公共前缀的长度。

给你一个 n x n 的矩阵 lcp 。返回与 lcp 对应的、按字典序最小的字符串 word 。如果不存在这样的字符串,则返回空字符串。

对于长度相同的两个字符串 a 和 b ,如果在 a 和 b 不同的第一个位置,字符串 a 的字母在字母表中出现的顺序先于 b 中的对应字母,则认为字符串 a 按字典序比字符串 b 小。例如,"aabd" 在字典上小于 "aaca" ,因为二者不同的第一位置是第三个字母,而 'b' 先于 'c' 出现。

示例 1:

输入:lcp = [[4,0,2,0],[0,3,0,1],[2,0,2,0],[0,1,0,1]]
输出:"abab"
解释:lcp 对应由两个交替字母组成的任意 4 字母字符串,字典序最小的是 "abab" 。

示例 2:

输入:lcp = [[4,3,2,1],[3,3,2,1],[2,2,2,1],[1,1,1,1]]
输出:"aaaa"
解释:lcp 对应只有一个不同字母的任意 4 字母字符串,字典序最小的是 "aaaa" 。 

示例 3:

输入:lcp = [[4,3,2,1],[3,3,2,1],[2,2,2,1],[1,1,1,3]]
输出:""
解释:lcp[3][3] 无法等于 3 ,因为 word[3,...,3] 仅由单个字母组成;因此,不存在答案。

说明:

  • 1 <= n == lcp.length == lcp[i].length <= 1000
  • 0 <= lcp[i][j] <= n

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1622.奇妙序列

目标

请你实现三个 API append,addAll 和 multAll 来实现奇妙序列。

请实现 Fancy 类 :

  • Fancy() 初始化一个空序列对象。
  • void append(val) 将整数 val 添加在序列末尾。
  • void addAll(inc) 将所有序列中的现有数值都增加 inc 。
  • void multAll(m) 将序列中的所有现有数值都乘以整数 m 。
  • int getIndex(idx) 得到下标为 idx 处的数值(下标从 0 开始),并将结果对 109 + 7 取余。如果下标大于等于序列的长度,请返回 -1 。

示例:

输入:
["Fancy", "append", "addAll", "append", "multAll", "getIndex", "addAll", "append", "multAll", "getIndex", "getIndex", "getIndex"]
[[], [2], [3], [7], [2], [0], [3], [10], [2], [0], [1], [2]]
输出:
[null, null, null, null, null, 10, null, null, null, 26, 34, 20]

解释:
Fancy fancy = new Fancy();
fancy.append(2);   // 奇妙序列:[2]
fancy.addAll(3);   // 奇妙序列:[2+3] -> [5]
fancy.append(7);   // 奇妙序列:[5, 7]
fancy.multAll(2);  // 奇妙序列:[5*2, 7*2] -> [10, 14]
fancy.getIndex(0); // 返回 10
fancy.addAll(3);   // 奇妙序列:[10+3, 14+3] -> [13, 17]
fancy.append(10);  // 奇妙序列:[13, 17, 10]
fancy.multAll(2);  // 奇妙序列:[13*2, 17*2, 10*2] -> [26, 34, 20]
fancy.getIndex(0); // 返回 26
fancy.getIndex(1); // 返回 34
fancy.getIndex(2); // 返回 20

说明:

  • 1 <= val, inc, m <= 100
  • 0 <= idx <= 10^5
  • 总共最多会有 10^5 次对 append,addAll,multAll 和 getIndex 的调用。

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3600.升级后最大生成树稳定性

目标

给你一个整数 n,表示编号从 0 到 n - 1 的 n 个节点,以及一个 edges 列表,其中 edges[i] = [ui, vi, si, musti]:

  • ui 和 vi 表示节点 ui 和 vi 之间的一条无向边。
  • si 是该边的强度。
  • musti 是一个整数(0 或 1)。如果 musti == 1,则该边 必须 包含在生成树中,且 不能升级 。

你还有一个整数 k,表示你可以执行的最多 升级 次数。每次升级会使边的强度 翻倍 ,且每条可升级边(即 musti == 0)最多只能升级一次。

一个生成树的 稳定性 定义为其中所有边的 最小 强度。

返回任何有效生成树可能达到的 最大 稳定性。如果无法连接所有节点,返回 -1。

注意: 图的一个 生成树(spanning tree)是该图中边的一个子集,它满足以下条件:

  • 将所有节点连接在一起(即图是 连通的 )。
  • 不 形成任何环。
  • 包含 恰好 n - 1 条边,其中 n 是图中节点的数量。

示例 1:

输入: n = 3, edges = [[0,1,2,1],[1,2,3,0]], k = 1
输出: 2
解释:
边 [0,1] 强度为 2,必须包含在生成树中。
边 [1,2] 是可选的,可以使用一次升级将其强度从 3 提升到 6。
最终的生成树包含这两条边,强度分别为 2 和 6。
生成树中的最小强度是 2,即最大可能稳定性。

示例 2:

输入: n = 3, edges = [[0,1,4,0],[1,2,3,0],[0,2,1,0]], k = 2
输出: 6
解释:
所有边都是可选的,且最多可以进行 k = 2 次升级。
将边 [0,1] 从 4 升级到 8,将边 [1,2] 从 3 升级到 6。
生成树包含这两条边,强度分别为 8 和 6。
生成树中的最小强度是 6,即最大可能稳定性。

示例 3:

输入: n = 3, edges = [[0,1,1,1],[1,2,1,1],[2,0,1,1]], k = 0
输出: -1
解释:
所有边都是必选的,构成了一个环,这违反了生成树无环的性质。因此返回 -1。

说明:

  • 2 <= n <= 10^5
  • 1 <= edges.length <= 10^5
  • edges[i] = [ui, vi, si, musti]
  • 0 <= ui, vi < n
  • ui != vi
  • 1 <= si <= 10^5
  • musti 是 0 或 1。
  • 0 <= k <= n
  • 没有重复的边。

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3130.找出所有稳定的二进制数组II

目标

给你 3 个正整数 zero ,one 和 limit 。

一个 二进制数组 arr 如果满足以下条件,那么我们称它是 稳定的 :

  • 0 在 arr 中出现次数 恰好 为 zero 。
  • 1 在 arr 中出现次数 恰好 为 one 。
  • arr 中每个长度超过 limit 的 子数组 都 同时 包含 0 和 1 。

请你返回 稳定 二进制数组的 总 数目。

由于答案可能很大,将它对 10^9 + 7 取余 后返回。

示例 1:

输入:zero = 1, one = 1, limit = 2
输出:2
解释:
两个稳定的二进制数组为 [1,0] 和 [0,1] ,两个数组都有一个 0 和一个 1 ,且没有子数组长度大于 2 。

示例 2:

输入:zero = 1, one = 2, limit = 1
输出:1
解释:
唯一稳定的二进制数组是 [1,0,1] 。
二进制数组 [1,1,0] 和 [0,1,1] 都有长度为 2 且元素全都相同的子数组,所以它们不稳定。

示例 3:

输入:zero = 3, one = 3, limit = 2
输出:14
解释:
所有稳定的二进制数组包括 [0,0,1,0,1,1] ,[0,0,1,1,0,1] ,[0,1,0,0,1,1] ,[0,1,0,1,0,1] ,[0,1,0,1,1,0] ,[0,1,1,0,0,1] ,[0,1,1,0,1,0] ,[1,0,0,1,0,1] ,[1,0,0,1,1,0] ,[1,0,1,0,0,1] ,[1,0,1,0,1,0] ,[1,0,1,1,0,0] ,[1,1,0,0,1,0] 和 [1,1,0,1,0,0] 。

说明:

  • 1 <= zero, one, limit <= 1000

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3666.使二进制字符串全为1的最少操作次数

目标

给你一个二进制字符串 s 和一个整数 k。

在一次操作中,你必须选择 恰好 k 个 不同的 下标,并将每个 '0' 翻转 为 '1',每个 '1' 翻转为 '0'。

返回使字符串中所有字符都等于 '1' 所需的 最少 操作次数。如果不可能,则返回 -1。

示例 1:

输入: s = "110", k = 1
输出: 1
解释:
s 中有一个 '0'。
由于 k = 1,我们可以直接在一次操作中翻转它。

示例 2:

输入: s = "0101", k = 3
输出: 2
解释:
每次操作选择 k = 3 个下标的一种最优操作方案是:
操作 1:翻转下标 [0, 1, 3]。s 从 "0101" 变为 "1000"。
操作 2:翻转下标 [1, 2, 3]。s 从 "1000" 变为 "1111"。
因此,最少操作次数为 2。

示例 3:

输入: s = "101", k = 2
输出: -1
解释:
由于 k = 2 且 s 中只有一个 '0',因此不可能通过翻转恰好 k 个位来使所有字符变为 '1'。因此,答案是 -1。

说明:

  • 1 <= s.length <= 10^5
  • s[i] 的值为 '0' 或 '1'。
  • 1 <= k <= s.length

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