2348.全0子数组的数目

目标

给你一个整数数组 nums ,返回全部为 0 的 子数组 数目。

子数组 是一个数组中一段连续非空元素组成的序列。

示例 1:

输入:nums = [1,3,0,0,2,0,0,4]
输出:6
解释:
子数组 [0] 出现了 4 次。
子数组 [0,0] 出现了 2 次。
不存在长度大于 2 的全 0 子数组,所以我们返回 6 。

示例 2:

输入:nums = [0,0,0,2,0,0]
输出:9
解释:
子数组 [0] 出现了 5 次。
子数组 [0,0] 出现了 3 次。
子数组 [0,0,0] 出现了 1 次。
不存在长度大于 3 的全 0 子数组,所以我们返回 9 。

示例 3:

输入:nums = [2,10,2019]
输出:0
解释:没有全 0 子数组,所以我们返回 0 。

说明:

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

思路

返回数组的全 0 子数组个数。

长度为 k 的子数组个数为 (1 + k) * k / 2。可以使用贪心策略,如果当前元素是 0 找到以它为起点的最长连续 0 数组,计算子数组个数。

代码


/**
 * @date 2025-08-19 8:54
 */
public class ZeroFilledSubarray2348 {

    public long zeroFilledSubarray(int[] nums) {
        long res = 0L;
        int n = nums.length;
        int i = 0;
        while (i < n){
            if (nums[i] != 0){
                i++;
                continue;
            }
            int start = i;
            while (i < n && nums[i] == 0){
                i++;
            }
            int cnt = i - start;
            res += (1L + cnt) * cnt / 2;
        }

        return res;
    }
}

性能

679.24点游戏

目标

给定一个长度为 4 的整数数组 cards 。你有 4 张卡片,每张卡片上都包含一个范围在 [1,9] 的数字。您应该使用运算符 ['+', '-', '*', '/'] 和括号 '(' 和 ')' 将这些卡片上的数字排列成数学表达式,以获得值 24。

你须遵守以下规则:

  • 除法运算符 '/' 表示实数除法,而不是整数除法。
    • 例如, 4 /(1 - 2 / 3)= 4 /(1 / 3)= 12 。
  • 每个运算都在两个数字之间。特别是,不能使用 “-” 作为一元运算符。
    • 例如,如果 cards =[1,1,1,1] ,则表达式 “-1 -1 -1 -1” 是 不允许 的。
  • 你不能把数字串在一起
    • 例如,如果 cards =[1,2,1,2] ,则表达式 “12 + 12” 无效。

如果可以得到这样的表达式,其计算结果为 24 ,则返回 true ,否则返回 false 。

示例 1:

输入: cards = [4, 1, 8, 7]
输出: true
解释: (8-4) * (7-1) = 24

示例 2:

输入: cards = [1, 2, 1, 2]
输出: false

提示:

  • cards.length == 4
  • 1 <= cards[i] <= 9

思路

代码

性能

837.新21点

目标

爱丽丝参与一个大致基于纸牌游戏 “21点” 规则的游戏,描述如下:

爱丽丝以 0 分开始,并在她的得分少于 k 分时抽取数字。 抽取时,她从 [1, maxPts] 的范围中随机获得一个整数作为分数进行累计,其中 maxPts 是一个整数。 每次抽取都是独立的,其结果具有相同的概率。

当爱丽丝获得 k 分 或更多分 时,她就停止抽取数字。

爱丽丝的分数不超过 n 的概率是多少?

与实际答案误差不超过 10^-5 的答案将被视为正确答案。

示例 1:

输入:n = 10, k = 1, maxPts = 10
输出:1.00000
解释:爱丽丝得到一张牌,然后停止。

示例 2:

输入:n = 6, k = 1, maxPts = 10
输出:0.60000
解释:爱丽丝得到一张牌,然后停止。 在 10 种可能性中的 6 种情况下,她的得分不超过 6 分。

示例 3:

输入:n = 21, k = 17, maxPts = 10
输出:0.73278

说明:

  • 0 <= k <= n <= 10^4
  • 1 <= maxPts <= 10^4

思路

代码

性能

1323.6和9组成的最大数字

目标

给你一个仅由数字 6 和 9 组成的正整数 num。

你最多只能翻转一位数字,将 6 变成 9,或者把 9 变成 6 。

请返回你可以得到的最大数字。

示例 1:

输入:num = 9669
输出:9969
解释:
改变第一位数字可以得到 6669 。
改变第二位数字可以得到 9969 。
改变第三位数字可以得到 9699 。
改变第四位数字可以得到 9666 。
其中最大的数字是 9969 。

示例 2:

输入:num = 9996
输出:9999
解释:将最后一位从 6 变到 9,其结果 9999 是最大的数。

示例 3:

输入:num = 9999
输出:9999
解释:无需改变就已经是最大的数字了。

说明:

  • 1 <= num <= 10^4
  • num 每一位上的数字都是 6 或者 9 。

思路

有一个由 69 组成的数字,可以最多将一个 6 变成 9,返回可以得到的最大数字。

将左边第一个 6 变为 9 得到的数字最大。

代码


/**
 * @date 2025-08-16 17:09
 */
public class Maximum69Number1323 {

    public int maximum69Number(int num) {
        int l = String.valueOf(num).length();
        int pow10 = (int) Math.pow(10, l - 1);
        int n = num;
        while (pow10 > 0) {
            if (n / pow10 == 6) {
                return num + 3 * pow10;
            }
            n -= 9 * pow10;
            pow10 /= 10;
        }
        return num;
    }

}

性能

342.4的幂

目标

给定一个整数,写一个函数来判断它是否是 4 的幂次方。如果是,返回 true ;否则,返回 false 。

整数 n 是 4 的幂次方需满足:存在整数 x 使得 n == 4^x

示例 1:

输入:n = 16
输出:true

示例 2:

输入:n = 5
输出:false

示例 3:

输入:n = 1
输出:true

说明:

  • -2^31 <= n <= 2^31 - 1

进阶:你能不使用循环或者递归来完成本题吗?

思路

判断一个整数是否是 4 的幂。

参考 231.2的幂

负数的二进制表示中前导零的个数为 0,而 4 的幂的前导零个数为奇数,恰好排除掉了负数。

代码


/**
 * @date 2025-08-15 8:43
 */
public class IsPowerOfFour342 {

    public boolean isPowerOfFour(int n) {
        return (n & (n - 1)) == 0 && Integer.numberOfLeadingZeros(n) % 2 == 1;
    }

}

性能

1780.判断一个数字是否可以表示成三的幂的和

目标

给你一个整数 n ,如果你可以将 n 表示成若干个 不同的 三的幂之和,请你返回 true ,否则请返回 false 。

对于一个整数 y ,如果存在整数 x 满足 y == 3x ,我们称这个整数 y 是三的幂。

示例 1:

输入:n = 12
输出:true
解释:12 = 31 + 32

示例 2:

输入:n = 91
输出:true
解释:91 = 30 + 32 + 34

示例 3:

输入:n = 21
输出:false

提示:

  • 1 <= n <= 10^7

思路

判断一个整数 n 能否用若干个 不同的 3 的幂之和表示。

直接的想法是使用 dfs 从小到大判断 3 的幂选或者不选。

从数学的角度考虑,如果 n 的三进制表示中包含 2 那么就无法用不同的三的幂之和表示。

代码


/**
 * @date 2025-08-14 9:54
 */
public class CheckPowersOfThree1780 {

    class Solution {
        public boolean checkPowersOfThree(int n) {
            while (n > 0) {
                if (n % 3 == 2) {
                    return false;
                }
                n /= 3;
            }
            return true;
        }
    }

    public boolean checkPowersOfThree(int n) {
        return dfs(1, 0, n);
    }

    public boolean dfs(int d, int num, int n) {
        if (num == n) {
            return true;
        } else if (num > n || d > n) {
            return false;
        }
        return dfs(d * 3, num, n) || dfs(d * 3, num + d, n);
    }

}

性能

326.3的幂

目标

给定一个整数,写一个函数来判断它是否是 3 的幂次方。如果是,返回 true ;否则,返回 false 。

整数 n 是 3 的幂次方需满足:存在整数 x 使得 n == 3^x

示例 1:

输入:n = 27
输出:true

示例 2:

输入:n = 0
输出:false

示例 3:

输入:n = 9
输出:true

示例 4:

输入:n = 45
输出:false

说明:

  • -2^31 <= n <= 2^31 - 1

进阶:你能不使用循环或者递归来完成本题吗?

思路

判断给定整数 n 是否是 3 的幂。

进阶解法是判断是否为最大的 3 的幂的约数,Integer 范围内最大的 3 的幂为 3^19 = 1162261467,如果 n3 的幂那么一定可以被它整除。

代码


/**
 * @date 2025-08-13 8:40
 */
public class IsPowerOfThree326 {

    public boolean isPowerOfThree(int n) {
        int base = 3;
        long num = 1;
        while (num <= n) {
            if (num == n) {
                return true;
            }
            num *= base;
        }
        return false;
    }

}

性能

2787.将一个数字表示成幂的和的方案数

目标

给你两个 正 整数 n 和 x 。

请你返回将 n 表示成一些 互不相同 正整数的 x 次幂之和的方案数。换句话说,你需要返回互不相同整数 [n1, n2, ..., nk] 的集合数目,满足 n = n1^x + n2^x + ... + nk^x 。

由于答案可能非常大,请你将它对 10^9 + 7 取余后返回。

比方说,n = 160 且 x = 3 ,一个表示 n 的方法是 n = 2^3 + 3^3 + 5^3 。

示例 1:

输入:n = 10, x = 2
输出:1
解释:我们可以将 n 表示为:n = 3^2 + 1^2 = 10 。
这是唯一将 10 表达成不同整数 2 次方之和的方案。

示例 2:

输入:n = 4, x = 1
输出:2
解释:我们可以将 n 按以下方案表示:
- n = 4^1 = 4 。
- n = 3^1 + 1^1 = 4 。

说明:

  • 1 <= n <= 300
  • 1 <= x <= 5

思路

求正整数的 x 次幂之和为 n 的组合数,要求组合中的数字不能重复。

最大正整数 max = n^(1/x),问题转换为使用 1^x, 2^x, ……, max^x 组成 n 的组合数。

恰好型 0-1 背包。

代码


/**
 * @date 2025-08-12 9:08
 */
public class NumberOfWays2787 {

    public int numberOfWays(int n, int x) {
        int mod = 1000000007;
        int max = (int) Math.ceil(Math.pow(n, 1.0 / x));
        long[] dp = new long[n + 1];
        dp[0] = 1;
        for (int i = 1; i <= max; i++) {
            int pow = (int) Math.pow(i, x);
            for (int j = n; j >= pow; j--) {
                dp[j] += dp[j - pow];
            }
        }
        return (int)(dp[n] % mod);
    }

}

性能

2438.二的幂数组中查询范围内的乘积

目标

给你一个正整数 n ,你需要找到一个下标从 0 开始的数组 powers ,它包含 最少 数目的 2 的幂,且它们的和为 n 。powers 数组是 非递减 顺序的。根据前面描述,构造 powers 数组的方法是唯一的。

同时给你一个下标从 0 开始的二维整数数组 queries ,其中 queries[i] = [lefti, righti] ,其中 queries[i] 表示请你求出满足 lefti <= j <= righti 的所有 powers[j] 的乘积。

请你返回一个数组 answers ,长度与 queries 的长度相同,其中 answers[i]是第 i 个查询的答案。由于查询的结果可能非常大,请你将每个 answers[i] 都对 10^9 + 7 取余 。

示例 1:

输入:n = 15, queries = [[0,1],[2,2],[0,3]]
输出:[2,4,64]
解释:
对于 n = 15 ,得到 powers = [1,2,4,8] 。没法得到元素数目更少的数组。
第 1 个查询的答案:powers[0] * powers[1] = 1 * 2 = 2 。
第 2 个查询的答案:powers[2] = 4 。
第 3 个查询的答案:powers[0] * powers[1] * powers[2] * powers[3] = 1 * 2 * 4 * 8 = 64 。
每个答案对 10^9 + 7 得到的结果都相同,所以返回 [2,4,64] 。

示例 2:

输入:n = 2, queries = [[0,0]]
输出:[2]
解释:
对于 n = 2, powers = [2] 。
唯一一个查询的答案是 powers[0] = 2 。答案对 10^9 + 7 取余后结果相同,所以返回 [2] 。

说明:

  • 1 <= n <= 10^9
  • 1 <= queries.length <= 10^5
  • 0 <= starti <= endi < powers.length

思路

给定一个正整数,将其拆分成最少数目的 2 的幂,即二进制表示中每一个 1 所表示的 2 的幂,按照从小到大的顺序放入 nums。有一个查询数组 queriesqueries[i] = [from, to] 表示查询 numsfromto 的乘积,返回对应的结果数组。

由于 nums 长度最大 31,因此可以提前预处理所有子数组的乘积,或值直接暴力计算查询范围内的元素乘积。

注意不能计算前缀乘积,为了防止溢出存的是余数,相除后取余并不满足分配律。或者换一种思路计算幂次的前缀和,然后再计算 2 的幂对 mod 取余。

代码


/**
 * @date 2025-08-11 9:52
 */
public class ProductQueries2438 {

    public int[] productQueries(int n, int[][] queries) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 31; i++) {
            int p = 1 << i;
            if ((n & p) == p) {
                list.add(p);
            }
        }
        int mod = 1000000007;
        int[] res = new int[queries.length];
        for (int i = 0; i < queries.length; i++) {
            int from = queries[i][0];
            int to = queries[i][1];
            res[i] = 1;
            for (int j = from; j <= to; j++) {
                res[i] = (int) ((long) res[i] * list.get(j) % mod);
            }
        }
        return res;
    }

}

性能

869.重新排序得到2的幂

目标

给定正整数 n ,我们按任何顺序(包括原始顺序)将数字重新排序,注意其前导数字不能为零。

如果我们可以通过上述方式得到 2 的幂,返回 true;否则,返回 false。

示例 1:

输入:n = 1
输出:true

示例 2:

输入:n = 10
输出:false

说明:

  • 1 <= n <= 10^9

思路

判断数字重新排列后能否变成 2 的幂。

统计所有数位上数字的出现次数,如果与 2 的幂完全相同则返回 true。

代码


/**
 * @date 2025-08-10 13:49
 */
public class ReorderedPowerOf2_869 {

    public static int[][] nums = new int[31][10];

    static {
        for (int i = 0; i < 31; i++) {
            int num = 1 << i;
            while (num > 0) {
                int d = num % 10;
                nums[i][d]++;
                num /= 10;
            }
        }
    }

    public boolean reorderedPowerOf2(int n) {
        int[] digits = new int[10];
        while (n > 0) {
            int d = n % 10;
            digits[d]++;
            n /= 10;
        }
        here:
        for (int[] num : nums) {
            for (int i = 0; i < num.length; i++) {
                if (num[i] != digits[i]) {
                    continue here;
                }
            }
            return true;
        }
        return false;
    }

}

性能