3558.给边赋权值的方案数I

目标

给你一棵 n 个节点的无向树,节点从 1 到 n 编号,树以节点 1 为根。树由一个长度为 n - 1 的二维整数数组 edges 表示,其中 edges[i] = [ui, vi] 表示在节点 ui 和 vi 之间有一条边。

一开始,所有边的权重为 0。你可以将每条边的权重设为 1 或 2。

两个节点 u 和 v 之间路径的 代价 是连接它们路径上所有边的权重之和。

选择任意一个 深度最大 的节点 x。返回从节点 1 到 x 的路径中,边权重之和为 奇数 的赋值方式数量。

由于答案可能很大,返回它对 10^9 + 7 取模的结果。

注意: 忽略从节点 1 到节点 x 的路径外的所有边。

示例 1:

输入: edges = [[1,2]]
输出: 1
解释:
从节点 1 到节点 2 的路径有一条边(1 → 2)。
将该边赋权为 1 会使代价为奇数,赋权为 2 则为偶数。因此,合法的赋值方式有 1 种。

示例 2:

输入: edges = [[1,2],[1,3],[3,4],[3,5]]
输出: 2
解释:
最大深度为 2,节点 4 和节点 5 都在该深度,可以选择任意一个。
例如,从节点 1 到节点 4 的路径包括两条边(1 → 3 和 3 → 4)。
将两条边赋权为 (1,2) 或 (2,1) 会使代价为奇数,因此合法赋值方式有 2 种。

提示:

  • 2 <= n <= 10^5
  • edges.length == n - 1
  • edges[i] == [ui, vi]
  • 1 <= ui, vi <= n
  • edges 表示一棵合法的树。

思路

有一颗含有 n 个节点的树,编号为 1 ~ n,根节点编号是 1edges[i] = [ui, vi],表示节点 uivi 之间有一条边。定义节点 uv 之间的代价为它们之间路径上边的权重之和。可以为每一条边赋予权重 12,求使得根节点到最远叶子节点代价为奇数的赋权方案数。

定义到达当前节点代价为奇数或偶数的方案数为 dp[i][1]dp[i][0],状态转移方程为 dp[i][0] = dp[prev][0] + dp[prev][1]dp[i][1] = dp[prev][0] + dp[prev][1]

观察发现 dp[i][0] == dp[i][1],因此代价为奇数的方案数为 dp[i][1] = 2 * dp[prev][1]。假设树的深度为 d,方案数为 2^(d - 1)

求出树的深度 d,从中选取奇数条边赋值为 1,方案数为 2^(d - 1)

代码


/**
 * @date 2026-06-11 10:16
 */
public class AssignEdgeWeights3558 {

    public int assignEdgeWeights(int[][] edges) {
        int n = edges.length + 1;
        List<Integer>[] g = new ArrayList[n + 1];
        Arrays.setAll(g, i -> new ArrayList<>());
        for (int[] edge : edges) {
            g[edge[0]].add(edge[1]);
            g[edge[1]].add(edge[0]);
        }
        int d = dfs(0, 1, g);
        return pow(2, d - 1, 1000000007);
    }

    public int dfs(int fa, int cur, List<Integer>[] g) {
        int res = 0;
        for (Integer next : g[cur]) {
            if (next == fa) {
                continue;
            }
            res = Math.max(res, dfs(cur, next, g) + 1);
        }
        return res;
    }

    public int pow(int base, int exp, int mod) {
        long res = 1L;
        while (exp > 0) {
            if ((exp & 1) == 1) {
                res = res * base % mod;
            }
            base = (int) ((long) base * base % mod);
            exp >>= 1;
        }
        return (int) res;
    }

}

性能

3753.范围内总波动值II

目标

给你两个整数 num1 和 num2,表示一个 闭 区间 [num1, num2]。

一个数字的 波动值 定义为该数字中 峰 和 谷 的总数:

  • 如果一个数位 严格大于 其两个相邻数位,则该数位为 峰。
  • 如果一个数位 严格小于 其两个相邻数位,则该数位为 谷。
  • 数字的第一个和最后一个数位 不能 是峰或谷。
  • 任何少于 3 位的数字,其波动值均为 0。

返回范围 [num1, num2] 内所有数字的波动值之和。

示例 1:

输入: num1 = 120, num2 = 130
输出: 3
解释:
在范围 [120, 130] 内:
120:中间数位 2 是峰,波动值 = 1。
121:中间数位 2 是峰,波动值 = 1。
130:中间数位 3 是峰,波动值 = 1。
范围内所有其他数字的波动值均为 0。
因此,总波动值为 1 + 1 + 1 = 3。

示例 2:

输入: num1 = 198, num2 = 202
输出: 3
解释:
在范围 [198, 202] 内:
198:中间数位 9 是峰,波动值 = 1。
201:中间数位 0 是谷,波动值 = 1。
202:中间数位 0 是谷,波动值 = 1。
范围内所有其他数字的波动值均为 0。
因此,总波动值为 1 + 1 + 1 = 3。

示例 3:

输入: num1 = 4848, num2 = 4848
输出: 2
解释:
数字 4848:第二个数位 8 是峰,第三个数位 4 是谷,波动值为 2。

说明:

  • 1 <= num1 <= num2 <= 10^15

思路

代码

性能

3300.替换为数位和以后的最小元素

目标

给你一个整数数组 nums 。

请你将 nums 中每一个元素都替换为它的各个数位之 和 。

请你返回替换所有元素以后 nums 中的 最小 元素。

示例 1:

输入:nums = [10,12,13,14]
输出:1
解释:
nums 替换后变为 [1, 3, 4, 5] ,最小元素为 1 。

示例 2:

输入:nums = [1,2,3,4]
输出:1
解释:
nums 替换后变为 [1, 2, 3, 4] ,最小元素为 1 。

示例 3:

输入:nums = [999,19,199]
输出:10
解释:
nums 替换后变为 [27, 10, 19] ,最小元素为 10 。

说明:

1 <= nums.length <= 100
1 <= nums[i] <= 10^4

思路

将数组中的元素换成其各位数字之和,返回替换后数组的最小值。

代码


/**
 * @date 2026-05-29 0:03
 */
public class MinElement3300 {

    public int minElement(int[] nums) {
        int res = Integer.MAX_VALUE;
        for (int num : nums) {
            int sum = 0;
            while (num > 0){
                sum += num % 10;
                num /= 10;
            }
            res = Math.min(res, sum);
        }
        return res;
    }
}

性能

3629.通过质数传送到达终点的最少跳跃次数

目标

给你一个长度为 n 的整数数组 nums。

你从下标 0 开始,目标是到达下标 n - 1。

在任何下标 i 处,你可以执行以下操作之一:

  • 移动到相邻格子:跳到下标 i + 1 或 i - 1,如果该下标在边界内。
  • 质数传送:如果 nums[i] 是一个质数 p,你可以立即跳到任何满足 nums[j] % p == 0 的下标 j 处,且下标 j != i 。

返回到达下标 n - 1 所需的 最少 跳跃次数。

质数 是一个大于 1 的自然数,只有两个因子,1 和它本身。

示例 1:

输入: nums = [1,2,4,6]
输出: 2
解释:
一个最优的跳跃序列是:
从下标 i = 0 开始。向相邻下标 1 跳一步。
在下标 i = 1,nums[1] = 2 是一个质数。因此,我们传送到索引 i = 3,因为 nums[3] = 6 可以被 2 整除。
因此,答案是 2。

示例 2:

输入: nums = [2,3,4,7,9]
输出: 2
解释:
一个最优的跳跃序列是:
从下标 i = 0 开始。向相邻下标 i = 1 跳一步。
在下标 i = 1,nums[1] = 3 是一个质数。因此,我们传送到下标 i = 4,因为 nums[4] = 9 可以被 3 整除。
因此,答案是 2。

示例 3:

输入: nums = [4,6,5,8]
输出: 3
解释:
由于无法进行传送,我们通过 0 → 1 → 2 → 3 移动。因此,答案是 3。

说明:

  • 1 <= n == nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i] <= 10^6

思路

有一个数组 nums,从下标 0 开始移动,目标是到达下标 n - 1。每次移动可以移动到相邻的位置,如果 nums[i] 是质数,可以直接移动到满足 nums[j] % nums[i] == 0 的位置。返回最少移动次数。

枚举 2 ~ MAX,为每一个数记录质因子,得到哈希表 (num,primeFactorList),枚举数组中的元素,获取 primeFactorList,为其中的每一个质数建立一个跳转列表 jumpIndexList,将当前下标加进去。从 0 开始 bfs,记录跳转次数,直到到达下标 n - 1

代码


/**
 * @date 2026-05-08 16:55
 */
public class MinJumps3629 {

    public static final int MAX = 1000000;
    public static Map<Integer, List<Integer>> primeFactorMap = new HashMap<>();

    static {
        primeFactorMap.computeIfAbsent(1, k -> new ArrayList<>());
        for (int i = 2; i <= MAX; i++) {
            if (primeFactorMap.get(i) == null) {
                for (int j = i; j <= MAX; j += i) {
                    primeFactorMap.computeIfAbsent(j, k -> new ArrayList<>()).add(i);
                }
            }
        }
    }

    public int minJumps(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        Map<Integer, List<Integer>> jumpIndexList = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            List<Integer> primeFactors = primeFactorMap.get(nums[i]);
            for (Integer prime : primeFactors) {
                jumpIndexList.computeIfAbsent(prime, k -> new ArrayList<>()).add(i);
            }
        }
        boolean[] visited = new boolean[n];
        Deque<Integer> q = new ArrayDeque<>();
        q.offer(0);
        int res = 0;
        here:
        while (!q.isEmpty()) {
            int size = q.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                Integer index = q.poll();
                if (visited[index]) {
                    continue;
                }
                visited[index] = true;
                if (index == n - 1) {
                    break here;
                }
                int next = index + 1;
                int prev = index - 1;
                if (next < n) {
                    q.offer(next);
                }
                if (prev >= 0) {
                    q.offer(prev);
                }
                if (jumpIndexList.get(nums[index]) != null) {
                    q.addAll(jumpIndexList.get(nums[index]));
                    jumpIndexList.get(nums[index]).clear();
                }
            }
            res++;
        }
        return res;
    }

}

性能

48.旋转图像

目标

给定一个 n × n 的二维矩阵 matrix 表示一个图像。请你将图像顺时针旋转 90 度。

你必须在 原地 旋转图像,这意味着你需要直接修改输入的二维矩阵。请不要 使用另一个矩阵来旋转图像。

示例 1:

输入:matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
输出:[[7,4,1],[8,5,2],[9,6,3]]

示例 2:

输入:matrix = [[5,1,9,11],[2,4,8,10],[13,3,6,7],[15,14,12,16]]
输出:[[15,13,2,5],[14,3,4,1],[12,6,8,9],[16,7,10,11]]

说明:

n == matrix.length == matrix[i].length
1 <= n <= 20
-1000 <= matrix[i][j] <= 1000

思路

将 n x n 矩阵顺时针 原地 旋转 90°。

顺时针旋转 90° 的规律:交换行列坐标,将列坐标变为 n - 1 - ?

i, j -> j, n - 1 - i
     -> n - 1 - i, n - 1 - j
     -> n - 1 - j, i,
     -> i, j

代码


/**
 * @date 2025-01-26 22:02
 */
public class Rotate48 {

    public void rotate(int[][] matrix) {
        int n = matrix.length;
        for (int i = 0; i < n / 2; i++) {
            for (int j = 0; j < (n + 1) / 2; j++) {
                int tmp = matrix[n - 1 - j][i];
                matrix[n - 1 - j][i] = matrix[n - 1 - i][n - 1 - j];
                matrix[n - 1 - i][n - 1 - j] = matrix[j][n - 1 - i];
                matrix[j][n - 1 - i] = matrix[i][j];
                matrix[i][j] = tmp;
            }
        }
    }

}

性能

396.旋转函数

目标

给定一个长度为 n 的整数数组 nums 。

假设 arrk 是数组 nums 顺时针旋转 k 个位置后的数组,我们定义 nums 的 旋转函数 F 为:

  • F(k) = 0 * arrk[0] + 1 * arrk[1] + ... + (n - 1) * arrk[n - 1]

返回 F(0), F(1), ..., F(n-1)中的最大值 。

生成的测试用例让答案符合 32 位 整数。

示例 1:

输入: nums = [4,3,2,6]
输出: 26
解释:
F(0) = (0 * 4) + (1 * 3) + (2 * 2) + (3 * 6) = 0 + 3 + 4 + 18 = 25
F(1) = (0 * 6) + (1 * 4) + (2 * 3) + (3 * 2) = 0 + 4 + 6 + 6 = 16
F(2) = (0 * 2) + (1 * 6) + (2 * 4) + (3 * 3) = 0 + 6 + 8 + 9 = 23
F(3) = (0 * 3) + (1 * 2) + (2 * 6) + (3 * 4) = 0 + 2 + 12 + 12 = 26
所以 F(0), F(1), F(2), F(3) 中的最大值是 F(3) = 26 。

示例 2:

输入: nums = [100]
输出: 0

说明:

  • n == nums.length
  • 1 <= n <= 10^5
  • -100 <= nums[i] <= 100

思路

有一个循环数组 numsarr_k 表示将数组 nums 循环右移 k 之后的数组。定义 F(k) = 0 * arr_k[0] + 1 * arr_k[1] + …… + (n - 1) * arr_k[n - 1],返回 F(0)、F(1)、……、F(n - 1) 的最大值。

F(k) = Σ(i * arr_k[i]),观察发现 F(k + 1) - F(k) = sum - n * arr_k[n - 1],其中 sumnums 所有元素和。从 F(k) -> F(k + 1),除了最后一个元素,所有元素都增加了一个,最后一个元素减少了 n - 1 个。这里前面多加了最后一个元素,所以后面减去 n 个。arr_k 的最后一个元素为 nums[n - k]

代码


/**
 * @date 2026-05-09 13:43
 */
public class MaxRotateFunction396 {

    public int maxRotateFunction(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int f = 0;
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            sum += nums[i];
            f += i * nums[i];
        }
        int res = f;
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            f += sum - n * nums[n - i];
            res = Math.max(res, f);
        }
        return res;
    }
}

性能

时间复杂度为 O(n)。

2033.获取单值网格的最小操作数

目标

给你一个大小为 m x n 的二维整数网格 grid 和一个整数 x 。每一次操作,你可以对 grid 中的任一元素 加 x 或 减 x 。

单值网格 是全部元素都相等的网格。

返回使网格化为单值网格所需的 最小 操作数。如果不能,返回 -1 。

示例 1:

输入:grid = [[2,4],[6,8]], x = 2
输出:4
解释:可以执行下述操作使所有元素都等于 4 : 
- 2 加 x 一次。
- 6 减 x 一次。
- 8 减 x 两次。
共计 4 次操作。

示例 2:

输入:grid = [[1,5],[2,3]], x = 1
输出:5
解释:可以使所有元素都等于 3 。

示例 3:

输入:grid = [[1,2],[3,4]], x = 2
输出:-1
解释:无法使所有元素相等。

说明:

  • m == grid.length
  • n == grid[i].length
  • 1 <= m, n <= 10^5
  • 1 <= m * n <= 10^5
  • 1 <= x, grid[i][j] <= 10^4

思路

有一个 m x n 矩阵,每次操作可以将矩阵中的任意元素 +x 或者 -x,求使得矩阵所有元素相等所需的最小操作,如果不能返回 -1

所有元素对 x 取模余数相同才有解,因为操作无法改变这个余数,而目标是将元素变成同一个数。

如果有解,可以将共同的余数减去,将每个元素都除以 x,然后令 x = 1,问题变成找到一个值,使得所有元素到这个值的距离之和最小。

这是一个 L1 优化问题,它的解是中位数,可以先排序,再取中间的元素即可。

代码


/**
 * @date 2026-04-28 9:35
 */
public class MinOperations2033 {

    public int minOperations(int[][] grid, int x) {
        int m = grid.length;
        int n = grid[0].length;
        int[] arr = new int[m * n];
        int rem = grid[0][0] % x;
        int k = 0;
        for (int[] row : grid) {
            for (int e : row) {
                if (e % x != rem) {
                    return -1;
                }
                arr[k++] = e / x;
            }
        }
        Arrays.sort(arr);
        int median = arr[arr.length / 2];
        int res = 0;
        for (int num : arr) {
            res += Math.abs(num - median);
        }
        return res;
    }
}

性能

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)

思路

代码

性能

3783.整数的镜像距离

目标

给你一个整数 n。

定义它的 镜像距离 为:abs(n - reverse(n)),其中 reverse(n) 表示将 n 的数字反转后形成的整数。

返回表示 n 的镜像距离的整数。

其中,abs(x) 表示 x 的绝对值。

示例 1:

输入: n = 25
输出: 27
解释:
reverse(25) = 52。
因此,答案为 abs(25 - 52) = 27。

示例 2:

输入: n = 10
输出: 9
解释:
reverse(10) = 01,即 1。
因此,答案为 abs(10 - 1) = 9。

示例 3:

输入: n = 7
输出: 0
解释:
reverse(7) = 7。
因此,答案为 abs(7 - 7) = 0。

说明:

  • 1 <= n <= 10^9

思路

反转整数 n 的十进制表示,计算 abs(n - reverse(n))

代码


/**
 * @date 2026-04-18 0:30
 */
public class MirrorDistance3783 {

    public int mirrorDistance(int n) {
        int r = 0;
        int base = 10;
        int t = n;
        while (t > 0) {
            r = r * base + t % 10;
            t /= 10;
        }
        return Math.abs(r - n);
    }
}

性能

1415.长度为n的开心字符串中字典序第k小的字符串

目标

一个 「开心字符串」定义为:

  • 仅包含小写字母 ['a', 'b', 'c'].
  • 对所有在 1 到 s.length - 1 之间的 i ,满足 s[i] != s[i + 1] (字符串的下标从 1 开始)。

比方说,字符串 "abc","ac","b" 和 "abcbabcbcb" 都是开心字符串,但是 "aa","baa" 和 "ababbc" 都不是开心字符串。

给你两个整数 n 和 k ,你需要将长度为 n 的所有开心字符串按字典序排序。

请你返回排序后的第 k 个开心字符串,如果长度为 n 的开心字符串少于 k 个,那么请你返回 空字符串 。

示例 1:

输入:n = 1, k = 3
输出:"c"
解释:列表 ["a", "b", "c"] 包含了所有长度为 1 的开心字符串。按照字典序排序后第三个字符串为 "c" 。

示例 2:

输入:n = 1, k = 4
输出:""
解释:长度为 1 的开心字符串只有 3 个。

示例 3:

输入:n = 3, k = 9
输出:"cab"
解释:长度为 3 的开心字符串总共有 12 个 ["aba", "abc", "aca", "acb", "bab", "bac", "bca", "bcb", "cab", "cac", "cba", "cbc"] 。第 9 个字符串为 "cab"

示例 4:

输入:n = 2, k = 7
输出:""

示例 5:

输入:n = 10, k = 100
输出:"abacbabacb"

说明:

  • 1 <= n <= 10
  • 1 <= k <= 100

思路

使用小写字母 a b c 构造相邻不重复的长度为 n 的字符串,求字典序第 k 小的字符串。

按顺序回溯构造长度为 n 的字符串,直到第 k 个结束返回。

代码


/**
 * @date 2026-03-16 13:55
 */
public class GetHappyString1415 {

    private char[] curChar = new char[]{'a', 'b', 'c'};

    public String getHappyString(int n, int k) {
        List<String> list = new ArrayList<>(k);
        char[] chars = new char[n];
        dfs(n, k, '-', 0, chars, list);
        return list.size() < k ? "" : list.get(k - 1);
    }

    public void dfs(int n, int k, char prev, int l, char[] chars, List<String> list) {
        if (list.size() == k) {
            return;
        }
        if (l == n) {
            list.add(new String(chars));
            return;
        }
        for (char c : curChar) {
            if (c == prev) {
                continue;
            }
            chars[l] = c;
            dfs(n, k, c, l + 1, chars, list);
        }
    }

}

性能