2197.替换数组中的非互质数

目标

给你一个整数数组 nums 。请你对数组执行下述操作:

  1. 从 nums 中找出 任意 两个 相邻 的 非互质 数。
  2. 如果不存在这样的数,终止 这一过程。
  3. 否则,删除这两个数,并 替换 为它们的 最小公倍数(Least Common Multiple,LCM)。
  4. 只要还能找出两个相邻的非互质数就继续 重复 这一过程。

返回修改后得到的 最终 数组。可以证明的是,以 任意 顺序替换相邻的非互质数都可以得到相同的结果。

生成的测试用例可以保证最终数组中的值 小于或者等于 10^8 。

两个数字 x 和 y 满足 非互质数 的条件是:GCD(x, y) > 1 ,其中 GCD(x, y) 是 x 和 y 的 最大公约数 。

示例 1 :

输入:nums = [6,4,3,2,7,6,2]
输出:[12,7,6]
解释:
- (6, 4) 是一组非互质数,且 LCM(6, 4) = 12 。得到 nums = [12,3,2,7,6,2] 。
- (12, 3) 是一组非互质数,且 LCM(12, 3) = 12 。得到 nums = [12,2,7,6,2] 。
- (12, 2) 是一组非互质数,且 LCM(12, 2) = 12 。得到 nums = [12,7,6,2] 。
- (6, 2) 是一组非互质数,且 LCM(6, 2) = 6 。得到 nums = [12,7,6] 。
现在,nums 中不存在相邻的非互质数。
因此,修改后得到的最终数组是 [12,7,6] 。
注意,存在其他方法可以获得相同的最终数组。

示例 2 :

输入:nums = [2,2,1,1,3,3,3]
输出:[2,1,1,3]
解释:
- (3, 3) 是一组非互质数,且 LCM(3, 3) = 3 。得到 nums = [2,2,1,1,3,3] 。
- (3, 3) 是一组非互质数,且 LCM(3, 3) = 3 。得到 nums = [2,2,1,1,3] 。
- (2, 2) 是一组非互质数,且 LCM(2, 2) = 2 。得到 nums = [2,1,1,3] 。
现在,nums 中不存在相邻的非互质数。 
因此,修改后得到的最终数组是 [2,1,1,3] 。 
注意,存在其他方法可以获得相同的最终数组。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i] <= 10^5
  • 生成的测试用例可以保证最终数组中的值 小于或者等于 10^8 。

思路

将数组 nums 中相邻的非互质的数用它们的最小公倍数替换,一直重复这一过程,返回最终的数组。

遍历数组,针对每一个 num 判断它与其左侧已处理的最后一个值(即 list 的最后一个元素)是否互质,如果不互质,将 num 替换为它们的最小公倍数,同时删除 list 最后一个元素,重复该过程,直到互质为止,最后将 num 加入 list

代码


/**
 * @date 2025-09-16 8:45
 */
public class ReplaceNonCoprimes2197 {

    public List<Integer> replaceNonCoprimes(int[] nums) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int a : nums) {
            while (!list.isEmpty()) {
                int b = list.get(list.size() - 1);
                int g = gcd(a, b);
                if (g <= 1) {
                    break;
                }
                a = a / g * b;
                list.remove(list.size() - 1);
            }
            list.add(a);
        }
        return list;
    }

}

性能

3021.Alice和Bob玩鲜花游戏

目标

Alice 和 Bob 在一个长满鲜花的环形草地玩一个回合制游戏。环形的草地上有一些鲜花,Alice 到 Bob 之间顺时针有 x 朵鲜花,逆时针有 y 朵鲜花。

游戏过程如下:

  1. Alice 先行动。
  2. 每一次行动中,当前玩家必须选择顺时针或者逆时针,然后在这个方向上摘一朵鲜花。
  3. 一次行动结束后,如果所有鲜花都被摘完了,那么 当前 玩家抓住对手并赢得游戏的胜利。

给你两个整数 n 和 m ,你的任务是求出满足以下条件的所有 (x, y) 对:

  • 按照上述规则,Alice 必须赢得游戏。
  • Alice 顺时针方向上的鲜花数目 x 必须在区间 [1,n] 之间。
  • Alice 逆时针方向上的鲜花数目 y 必须在区间 [1,m] 之间。

请你返回满足题目描述的数对 (x, y) 的数目。

示例 1:

输入:n = 3, m = 2
输出:3
解释:以下数对满足题目要求:(1,2) ,(3,2) ,(2,1) 。

示例 2:

输入:n = 1, m = 1
输出:0
解释:没有数对满足题目要求。

说明:

1 <= n, m <= 10^5

思路

代码

性能

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

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

3307.找出第K个字符II

目标

Alice 和 Bob 正在玩一个游戏。最初,Alice 有一个字符串 word = "a"。

给定一个正整数 k 和一个整数数组 operations,其中 operations[i] 表示第 i 次操作的类型。

现在 Bob 将要求 Alice 按顺序执行 所有 操作:

  • 如果 operations[i] == 0,将 word 的一份 副本追加 到它自身。
  • 如果 operations[i] == 1,将 word 中的每个字符 更改 为英文字母表中的 下一个 字符来生成一个新字符串,并将其 追加 到原始的 word。例如,对 "c" 进行操作生成 "cd",对 "zb" 进行操作生成 "zbac"。

在执行所有操作后,返回 word 中第 k 个字符的值。

注意,在第二种类型的操作中,字符 'z' 可以变成 'a'。

示例 1:

输入:k = 5, operations = [0,0,0]
输出:"a"
解释:
最初,word == "a"。Alice 按以下方式执行三次操作:
将 "a" 附加到 "a",word 变为 "aa"。
将 "aa" 附加到 "aa",word 变为 "aaaa"。
将 "aaaa" 附加到 "aaaa",word 变为 "aaaaaaaa"。

示例 2:

输入:k = 10, operations = [0,1,0,1]
输出:"b"
解释:
最初,word == "a"。Alice 按以下方式执行四次操作:
将 "a" 附加到 "a",word 变为 "aa"。
将 "bb" 附加到 "aa",word 变为 "aabb"。
将 "aabb" 附加到 "aabb",word 变为 "aabbaabb"。
将 "bbccbbcc" 附加到 "aabbaabb",word 变为 "aabbaabbbbccbbcc"。

说明:

  • 1 <= k <= 10^14
  • 1 <= operations.length <= 100
  • operations[i] 可以是 0 或 1。
  • 输入保证在执行所有操作后,word 至少有 k 个字符。

思路

开始的时候有一个字符 a,根据操作数组 operations 执行以下操作:

  • operations[i] == 0 时,将现有的所有字母拼接到当前字符后面。
  • operations[i] == 1 时,将现有的所有字母替换为它在字母表中的下一个字母(z 的下一个字母为 a),拼接到当前字符后面。

返回执行所有操作之后的第 k 个字母。

计算 tail = ceil(log2(k)) 表示操作次数的上界,如果 k <= 1 << tail,说明在左半边无需操作,否则在右半边,需要操作,它是从左半边的第 k - (1 << tail) 个元素转移而来,需要根据 operations[tail] 来确定字母是否变化。按照这个逻辑递归,直到 tail < 0,返回字母 a

代码


/**
 * @date 2025-07-04 9:19
 */
public class KthCharacter3307 {

    public char kthCharacter(long k, int[] operations) {
        return kthCharacter(k, operations, 63 - Long.numberOfLeadingZeros(k - 1));
    }

    public char kthCharacter(long k, int[] operations, int tail) {
        if (tail < 0) {
            return 'a';
        }
        long p = 1L << tail;
        if (k <= p) {
            return (char) ('a' + ((kthCharacter(k, operations, tail - 1) - 'a') % 26));
        }
        return (char) ('a' + (kthCharacter(k - p, operations, tail - 1) - 'a' + operations[tail]) % 26);
    }

}

性能

2081.k镜像数字的和

目标

一个 k 镜像数字 指的是一个在十进制和 k 进制下从前往后读和从后往前读都一样的 没有前导 0 的 正 整数。

  • 比方说,9 是一个 2 镜像数字。9 在十进制下为 9 ,二进制下为 1001 ,两者从前往后读和从后往前读都一样。
  • 相反地,4 不是一个 2 镜像数字。4 在二进制下为 100 ,从前往后和从后往前读不相同。

给你进制 k 和一个数字 n ,请你返回 k 镜像数字中 最小 的 n 个数 之和 。

示例 1:

输入:k = 2, n = 5
输出:25
解释:
最小的 5 个 2 镜像数字和它们的二进制表示如下:
  十进制       二进制
    1          1
    3          11
    5          101
    7          111
    9          1001
它们的和为 1 + 3 + 5 + 7 + 9 = 25 。

示例 2:

输入:k = 3, n = 7
输出:499
解释:
7 个最小的 3 镜像数字和它们的三进制表示如下:
  十进制       三进制
    1          1
    2          2
    4          11
    8          22
    121        11111
    151        12121
    212        21212
它们的和为 1 + 2 + 4 + 8 + 121 + 151 + 212 = 499 。

示例 3:

输入:k = 7, n = 17
输出:20379000
解释:17 个最小的 7 镜像数字分别为:
1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 121, 171, 242, 292, 16561, 65656, 2137312, 4602064, 6597956, 6958596

说明:

  • 2 <= k <= 9
  • 1 <= n <= 30

思路

核心思想:

  1. 首先枚举 10 进制下的镜像数字
  2. 判断这些镜像数字是否是 k 进制下的镜像数字

代码

//todo

性能

3443.K次修改后的最大曼哈顿距离

目标

给你一个由字符 'N'、'S'、'E' 和 'W' 组成的字符串 s,其中 s[i] 表示在无限网格中的移动操作:

  • 'N':向北移动 1 个单位。
  • 'S':向南移动 1 个单位。
  • 'E':向东移动 1 个单位。
  • 'W':向西移动 1 个单位。

初始时,你位于原点 (0, 0)。你 最多 可以修改 k 个字符为任意四个方向之一。

请找出在 按顺序 执行所有移动操作过程中的 任意时刻 ,所能达到的离原点的 最大曼哈顿距离 。

曼哈顿距离 定义为两个坐标点 (xi, yi) 和 (xj, yj) 的横向距离绝对值与纵向距离绝对值之和,即 |xi - xj| + |yi - yj|。

示例 1:

输入:s = "NWSE", k = 1
输出:3
解释:
将 s[2] 从 'S' 改为 'N' ,字符串 s 变为 "NWNE" 。
移动操作 位置 (x, y) 曼哈顿距离 最大值
s[0] == 'N' (0, 1) 0 + 1 = 1 1
s[1] == 'W' (-1, 1) 1 + 1 = 2 2
s[2] == 'N' (-1, 2) 1 + 2 = 3 3
s[3] == 'E' (0, 2) 0 + 2 = 2 3
执行移动操作过程中,距离原点的最大曼哈顿距离是 3 。

示例 2:

输入:s = "NSWWEW", k = 3
输出:6
解释:
将 s[1] 从 'S' 改为 'N' ,将 s[4] 从 'E' 改为 'W' 。字符串 s 变为 "NNWWWW" 。
执行移动操作过程中,距离原点的最大曼哈顿距离是 6 。

说明:

  • 1 <= s.length <= 10^5
  • 0 <= k <= s.length
  • s 仅由 'N'、'S'、'E' 和 'W' 。

思路

从原点 (0, 0) 出发,根据操作序列 s 朝四个方向移动,最多可以修改序列中 k 个方向,求能够到达的距离原点的最大曼哈顿距离。

遍历过程中记录距离变小的次数,每修改一次可以使得最大距离加 2

网友指出每走一步可能增大的距离最多为 2 * k,但是不能超过往一个方向一直走的情况,即当前走的步数 i + 1

代码


/**
 * @date 2025-06-20 21:47
 */
public class MaxDistance3443 {

    private static final Map<Character, int[]> MAP = new HashMap<>();

    static {
        MAP.put('N', new int[]{0, 1});
        MAP.put('S', new int[]{0, -1});
        MAP.put('E', new int[]{1, 0});
        MAP.put('W', new int[]{-1, 0});
    }

    public int maxDistance(String s, int k) {
        int res = 0;
        int d = 0;
        int prev = 0;
        int backCnt = 0;
        int[] curPos = new int[]{0, 0};
        char[] move = s.toCharArray();
        for (char dir : move) {
            prev = d;
            int[] delta = MAP.get(dir);
            int dx = delta[0];
            int dy = delta[1];
            curPos[0] += dx;
            curPos[1] += dy;
            d = Math.abs(curPos[0]) + Math.abs(curPos[1]);
            if (prev > d) {
                backCnt++;
            }
            res = Math.max(res, d + Math.min(backCnt, k) * 2);
        }
        return res;
    }
}

性能

3405.统计恰好有K个相等相邻元素的数组数目

目标

给你三个整数 n ,m ,k 。长度为 n 的 好数组 arr 定义如下:

  • arr 中每个元素都在 闭 区间 [1, m] 中。
  • 恰好 有 k 个下标 i (其中 1 <= i < n)满足 arr[i - 1] == arr[i] 。

请你返回可以构造出的 好数组 数目。

由于答案可能会很大,请你将它对 109 + 7 取余 后返回。

示例 1:

输入:n = 3, m = 2, k = 1
输出:4
解释:
总共有 4 个好数组,分别是 [1, 1, 2] ,[1, 2, 2] ,[2, 1, 1] 和 [2, 2, 1] 。
所以答案为 4 。

示例 2:

输入:n = 4, m = 2, k = 2
输出:6
解释:
好数组包括 [1, 1, 1, 2] ,[1, 1, 2, 2] ,[1, 2, 2, 2] ,[2, 1, 1, 1] ,[2, 2, 1, 1] 和 [2, 2, 2, 1] 。
所以答案为 6 。

示例 3:

输入:n = 5, m = 2, k = 0
输出:2
解释:
好数组包括 [1, 2, 1, 2, 1] 和 [2, 1, 2, 1, 2] 。
所以答案为 2 。

说明:

  • 1 <= n <= 10^5
  • 1 <= m <= 10^5
  • 0 <= k <= n - 1

思路

//todo

代码

性能

2929.给小朋友们分糖果II

目标

给你两个正整数 n 和 limit 。

请你将 n 颗糖果分给 3 位小朋友,确保没有任何小朋友得到超过 limit 颗糖果,请你返回满足此条件下的 总方案数 。

示例 1:

输入:n = 5, limit = 2
输出:3
解释:总共有 3 种方法分配 5 颗糖果,且每位小朋友的糖果数不超过 2 :(1, 2, 2) ,(2, 1, 2) 和 (2, 2, 1) 。

示例 2:

输入:n = 3, limit = 3
输出:10
解释:总共有 10 种方法分配 3 颗糖果,且每位小朋友的糖果数不超过 3 :(0, 0, 3) ,(0, 1, 2) ,(0, 2, 1) ,(0, 3, 0) ,(1, 0, 2) ,(1, 1, 1) ,(1, 2, 0) ,(2, 0, 1) ,(2, 1, 0) 和 (3, 0, 0) 。

说明:

  • 1 <= n <= 10^6
  • 1 <= limit <= 10^6

思路

n 颗糖果分给 3 位小朋友,每个小朋友分到的糖果数量不超过 limit,求分配的方案数。注意,糖果必须分完,比如示例 1,不存在分得糖果数量为 0 的情况。

  • 第一个小朋友分到的糖果数为 a ∈ [0, Math.min(n, limit)]
  • 第二个小朋友分到的糖果数为 b ∈ [Math.max(0, n - a - limit), Math.min(n - a, limit)]
  • 第三个小朋友分到的糖果数为 n - a - b

代码


/**
 * @date 2025-06-01 21:49
 */
public class DistributeCandies2929 {

    public long distributeCandies(int n, int limit) {
        long res = 0L;
        for (int i = 0; i <= Math.min(n, limit); i++) {
            if (n - i > 2 * limit) {
                continue;
            }
            res += Math.min(n - i, limit) - Math.max(0, n - i - limit) + 1;
        }
        return res;
    }
}

性能