154.寻找旋转排序数组中的最小值II

目标

已知一个长度为 n 的数组,预先按照升序排列,经由 1 到 n 次 旋转 后,得到输入数组。例如,原数组 nums = [0,1,4,4,5,6,7] 在变化后可能得到:

  • 若旋转 4 次,则可以得到 [4,5,6,7,0,1,4]
  • 若旋转 7 次,则可以得到 [0,1,4,4,5,6,7]

注意,数组 [a[0], a[1], a[2], ..., a[n-1]] 旋转一次 的结果为数组 [a[n-1], a[0], a[1], a[2], ..., a[n-2]] 。

给你一个可能存在 重复 元素值的数组 nums ,它原来是一个升序排列的数组,并按上述情形进行了多次旋转。请你找出并返回数组中的 最小元素 。

你必须尽可能减少整个过程的操作步骤。

示例 1:

输入:nums = [1,3,5]
输出:1

示例 2:

输入:nums = [2,2,2,0,1]
输出:0

提示:

n == nums.length
1 <= n <= 5000
-5000 <= nums[i] <= 5000
nums 原来是一个升序排序的数组,并进行了 1 至 n 次旋转

进阶:这道题与 153.寻找旋转排序数组中的最小值 类似,但 nums 可能包含重复元素。允许重复会影响算法的时间复杂度吗?会如何影响,为什么?

思路

数组 nums 由一个升序数组经过旋转而成,求数组的最小值,要求时间复杂度为 O(log n)

153.寻找旋转排序数组中的最小值 不同的是可能存在重复元素。预处理 r,使它指向不等于 nums[0] 的最大下标即可。

代码


/**
 * @date 2026-05-18 11:13
 */
public class FindMin154 {

    public int findMin(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int l = 0, r = n - 1;
        while (r >= 0 && nums[0] == nums[r]) {
            r--;
        }
        int m = l + (r - l) / 2;
        while (l <= r) {
            if (nums[m] >= nums[0]) {
                l = m + 1;
            } else {
                r = m - 1;
            }
            m = l + (r - l) / 2;
        }
        return nums[l % n];
    }

}

性能

153.寻找旋转排序数组中的最小值

目标

已知一个长度为 n 的数组,预先按照升序排列,经由 1 到 n 次 旋转 后,得到输入数组。例如,原数组 nums = [0,1,2,4,5,6,7] 在变化后可能得到:

  • 若旋转 4 次,则可以得到 [4,5,6,7,0,1,2]
  • 若旋转 7 次,则可以得到 [0,1,2,4,5,6,7]

注意,数组 [a[0], a[1], a[2], ..., a[n-1]] 旋转一次 的结果为数组 [a[n-1], a[0], a[1], a[2], ..., a[n-2]] 。

给你一个元素值 互不相同 的数组 nums ,它原来是一个升序排列的数组,并按上述情形进行了多次旋转。请你找出并返回数组中的 最小元素 。

你必须设计一个时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题。

示例 1:

输入:nums = [3,4,5,1,2]
输出:1
解释:原数组为 [1,2,3,4,5] ,旋转 3 次得到输入数组。

示例 2:

输入:nums = [4,5,6,7,0,1,2]
输出:0
解释:原数组为 [0,1,2,4,5,6,7] ,旋转 4 次得到输入数组。

示例 3:

输入:nums = [11,13,15,17]
输出:11
解释:原数组为 [11,13,15,17] ,旋转 4 次得到输入数组。

说明:

  • n == nums.length
  • 1 <= n <= 5000
  • -5000 <= nums[i] <= 5000
  • nums 中的所有整数 互不相同
  • nums 原来是一个升序排序的数组,并进行了 1 至 n 次旋转

思路

数组 nums元素值互不相同,它由一个升序数组经过旋转而成,求数组的最小值,要求时间复杂度为 O(log n)

所谓旋转,可以视为循环数组向右移动。虽然不是整体有序,但还是可以使用二分。由于元素值互不相同,根据第一个元素可以判断属于哪一部分,进而可以确定搜索方向。

如果大于第一个元素向右搜索,如果小于则向左搜索,注意如果返回的下标是 n 需要对 n 取余指向第一个元素。

代码


/**
 * @date 2024-08-31 22:37
 */
public class FindMin153 {

    public int findMin_v2(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int l = 0, r = n - 1;
        int m = l + (r - l) / 2;
        while (l <= r) {
            if (nums[m] >= nums[0]) {
                l = m + 1;
            } else {
                r = m - 1;
            }
            m = l + (r - l) / 2;
        }
        return nums[l % n];
    }

}

性能

2784.检查数组是否是好的

目标

给你一个整数数组 nums ,如果它是数组 base[n] 的一个排列,我们称它是个 好 数组。

base[n] = [1, 2, ..., n - 1, n, n] (换句话说,它是一个长度为 n + 1 且包含 1 到 n - 1 恰好各一次,包含 n 两次的一个数组)。比方说,base[1] = [1, 1] ,base[3] = [1, 2, 3, 3] 。

如果数组是一个好数组,请你返回 true ,否则返回 false 。

注意:数组的排列是这些数字按任意顺序排布后重新得到的数组。

示例 1:

输入:nums = [2, 1, 3]
输出:false
解释:因为数组的最大元素是 3 ,唯一可以构成这个数组的 base[n] 对应的 n = 3 。但是 base[3] 有 4 个元素,但数组 nums 只有 3 个元素,所以无法得到 base[3] = [1, 2, 3, 3] 的排列,所以答案为 false 。

示例 2:

输入:nums = [1, 3, 3, 2]
输出:true
解释:因为数组的最大元素是 3 ,唯一可以构成这个数组的 base[n] 对应的 n = 3 ,可以看出数组是 base[3] = [1, 2, 3, 3] 的一个排列(交换 nums 中第二个和第四个元素)。所以答案为 true 。

示例 3:

输入:nums = [1, 1]
输出:true
解释:因为数组的最大元素是 1 ,唯一可以构成这个数组的 base[n] 对应的 n = 1,可以看出数组是 base[1] = [1, 1] 的一个排列。所以答案为 true 。

示例 4:

输入:nums = [3, 4, 4, 1, 2, 1]
输出:false
解释:因为数组的最大元素是 4 ,唯一可以构成这个数组的 base[n] 对应的 n = 4 。但是 base[n] 有 5 个元素而 nums 有 6 个元素。所以答案为 false 。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 100
  • 1 <= num[i] <= 200

思路

有一个长度为 n + 1 的数组 nums,判断它是否是数组 [1, 2, 3, ……, n - 1, n, n] 的一个排列。

注意到目标数组的元素与下标的关系为 nums[i] = i + 1, i < n,特殊处理后两个位置,使用一个指针 p 指向下标 n - 1。遍历数组 numsn 个元素,如果当前位置的元素值不满足条件,就将其与满足条件的位置(当 nums[i] < n 时,取 nums[i] - 1,当 nums[i] == n 时取 p,当 nums[i] > n 直接返回 false)上的元素值交换,如果目标位置的元素值已经满足条件或者 n 的出现次数超过两次,返回 false。最后返回 nums[n] == n 即可。

代码


/**
 * @date 2026-05-14 9:40
 */
public class IsGood2784 {

    public boolean isGood(int[] nums) {
        int n = nums.length - 1;
        int p = n - 1;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            while (nums[i] != i + 1) {
                int index = nums[i] - 1;
                if (nums[i] > n || (nums[i] < n && nums[index] == nums[i]) || (nums[i] == n && p > n)) {
                    return false;
                }
                if (nums[i] == n) {
                    index = p++;
                }
                int tmp = nums[index];
                nums[index] = nums[i];
                nums[i] = tmp;
            }
        }
        return nums[n] == n;
    }
}

性能

2553.分割数组中数字的数位

目标

给你一个正整数数组 nums ,请你返回一个数组 answer ,你需要将 nums 中每个整数进行数位分割后,按照 nums 中出现的 相同顺序 放入答案数组中。

对一个整数进行数位分割,指的是将整数各个数位按原本出现的顺序排列成数组。

比方说,整数 10921 ,分割它的各个数位得到 [1,0,9,2,1] 。

示例 1:

输入:nums = [13,25,83,77]
输出:[1,3,2,5,8,3,7,7]
解释:
- 分割 13 得到 [1,3] 。
- 分割 25 得到 [2,5] 。
- 分割 83 得到 [8,3] 。
- 分割 77 得到 [7,7] 。
answer = [1,3,2,5,8,3,7,7] 。answer 中的数字分割结果按照原数字在数组中的相同顺序排列。

示例 2:

输入:nums = [7,1,3,9]
输出:[7,1,3,9]
解释:nums 中每个整数的分割是它自己。
answer = [7,1,3,9] 。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 1000
  • 1 <= nums[i] <= 10^5

思路

有一个数组 nums,按顺序将数组中的元素进行数位分割,将结果保存到一个新数组中。

通俗讲就是将数组元素都放在一起从左到右按位取每一个数字即可。

代码


/**
 * @date 2026-05-11 9:04
 */
public class SeparateDigits2553 {

    public int[] separateDigits(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
            int num = nums[i];
            while (num > 0) {
                list.add(num % 10);
                num /= 10;
            }
        }
        int l = list.size();
        int[] res = new int[l];
        for (Integer num : list) {
            res[--l] = num;
        }
        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

1848.到目标元素的最小距离

目标

给你一个整数数组 nums (下标 从 0 开始 计数)以及两个整数 target 和 start ,请你找出一个下标 i ,满足 nums[i] == target 且 abs(i - start) 最小化 。注意:abs(x) 表示 x 的绝对值。

返回 abs(i - start) 。

题目数据保证 target 存在于 nums 中。

示例 1:

输入:nums = [1,2,3,4,5], target = 5, start = 3
输出:1
解释:nums[4] = 5 是唯一一个等于 target 的值,所以答案是 abs(4 - 3) = 1 。

示例 2:

输入:nums = [1], target = 1, start = 0
输出:0
解释:nums[0] = 1 是唯一一个等于 target 的值,所以答案是 abs(0 - 0) = 0 。

示例 3:

输入:nums = [1,1,1,1,1,1,1,1,1,1], target = 1, start = 0
输出:0
解释:nums 中的每个值都是 1 ,但 nums[0] 使 abs(i - start) 的结果得以最小化,所以答案是 abs(0 - 0) = 0 。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 1000
  • 1 <= nums[i] <= 10^4
  • 0 <= start < nums.length
  • target 存在于 nums 中

思路

返回元素值为 target 的下标与 start 的最短距离。

可以从 0 开始遍历,也可以枚举距离从 start 向两边遍历。

代码


/**
 * @date 2026-04-13 8:52
 */
public class GetMinDistance1848 {

    public int getMinDistance(int[] nums, int target, int start) {
        int n = nums.length;
        int res = Integer.MAX_VALUE;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (nums[i] == target) {
                res = Math.min(res, Math.abs(i - start));
            }
        }
        return res;
    }
}

性能

3741.三个相等元素之间的最小距离II

目标

给你一个整数数组 nums。

如果满足 nums[i] == nums[j] == nums[k],且 (i, j, k) 是 3 个 不同 下标,那么三元组 (i, j, k) 被称为 有效三元组 。

有效三元组 的 距离 被定义为 abs(i - j) + abs(j - k) + abs(k - i),其中 abs(x) 表示 x 的 绝对值 。

返回一个整数,表示 有效三元组 的 最小 可能距离。如果不存在 有效三元组 ,返回 -1。

示例 1:

输入: nums = [1,2,1,1,3]
输出: 6
解释:
最小距离对应的有效三元组是 (0, 2, 3) 。
(0, 2, 3) 是一个有效三元组,因为 nums[0] == nums[2] == nums[3] == 1。它的距离为 abs(0 - 2) + abs(2 - 3) + abs(3 - 0) = 2 + 1 + 3 = 6。

示例 2:

输入: nums = [1,1,2,3,2,1,2]
输出: 8
解释:
最小距离对应的有效三元组是 (2, 4, 6) 。
(2, 4, 6) 是一个有效三元组,因为 nums[2] == nums[4] == nums[6] == 2。它的距离为 abs(2 - 4) + abs(4 - 6) + abs(6 - 2) = 2 + 2 + 4 = 8。

示例 3:

输入: nums = [1]
输出: -1
解释:
不存在有效三元组,因此答案为 -1。

说明:

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

思路

参考 3740.三个相等元素之间的最小距离I,数据范围变大了,当时写的就是 O(n) 的解法。

代码


/**
 * @date 2026-04-11 8:46
 */
public class MinimumDistance3740 {

    public int minimumDistance(int[] nums) {
        Map<Integer, List<Integer>> map = new HashMap<>();
        int n = nums.length;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            map.putIfAbsent(nums[i], new ArrayList<>());
            map.get(nums[i]).add(i);
        }
        int res = Integer.MAX_VALUE;
        for (List<Integer> list : map.values()) {
            int size = list.size();
            if (size < 3) {
                continue;
            }
            for (int i = 2; i < size; i++) {
                res = Math.min(res, list.get(i) * 2 - list.get(i - 2) * 2);
            }
        }
        return res == Integer.MAX_VALUE ? -1 : res;
    }
}

性能

3740.三个相等元素之间的最小距离I

目标

给你一个整数数组 nums。

如果满足 nums[i] == nums[j] == nums[k],且 (i, j, k) 是 3 个 不同 下标,那么三元组 (i, j, k) 被称为 有效三元组 。

有效三元组 的 距离 被定义为 abs(i - j) + abs(j - k) + abs(k - i),其中 abs(x) 表示 x 的 绝对值 。

返回一个整数,表示 有效三元组 的 最小 可能距离。如果不存在 有效三元组 ,返回 -1。

示例 1:

输入: nums = [1,2,1,1,3]
输出: 6
解释:
最小距离对应的有效三元组是 (0, 2, 3) 。
(0, 2, 3) 是一个有效三元组,因为 nums[0] == nums[2] == nums[3] == 1。它的距离为 abs(0 - 2) + abs(2 - 3) + abs(3 - 0) = 2 + 1 + 3 = 6。

示例 2:

输入: nums = [1,1,2,3,2,1,2]
输出: 8
解释:
最小距离对应的有效三元组是 (2, 4, 6) 。
(2, 4, 6) 是一个有效三元组,因为 nums[2] == nums[4] == nums[6] == 2。它的距离为 abs(2 - 4) + abs(4 - 6) + abs(6 - 2) = 2 + 2 + 4 = 8。

示例 3:

输入: nums = [1]
输出: -1
解释:
不存在有效三元组,因此答案为 -1。

说明:

  • 1 <= n == nums.length <= 100
  • 1 <= nums[i] <= n

思路

有一个数组 nums,定义有效三元组是数组中三个相同元素的下标,有效三元组的距离定义为三元组两两元素间的距离之和,求有效三元组的最小距离,如果没有有效三元组,返回 -1

使用哈希表记录相同元素的下标,以中间下标为基准,要使距离最小,显然只需考虑相邻的下标即可。

三元组 a b c 的距离是 c - a + c - b + b - a = 2 * c - 2 * a

暴力解法是 O(n^3),先找到相等的 a b,再找相等的 b c。

代码


/**
 * @date 2026-04-10 8:46
 */
public class MinimumDistance3740 {

    public int minimumDistance(int[] nums) {
        Map<Integer, List<Integer>> map = new HashMap<>();
        int n = nums.length;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            map.putIfAbsent(nums[i], new ArrayList<>());
            map.get(nums[i]).add(i);
        }
        int res = Integer.MAX_VALUE;
        for (List<Integer> list : map.values()) {
            int size = list.size();
            if (size < 3) {
                continue;
            }
            for (int i = 2; i < size; i++) {
                res = Math.min(res, list.get(i) * 2 - list.get(i - 2) * 2);
            }
        }
        return res == Integer.MAX_VALUE ? -1 : res;
    }
}

性能

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。

代码

性能

3653.区间乘法查询后的异或I

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,按以下步骤执行操作:

  • 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 <= 10^3
  • 1 <= nums[i] <= 10^9
  • 1 <= q == queries.length <= 10^3
  • 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。

查询次数最大为 10^3,每次查询区间也是 [0, 10^3 - 1],步长 ki ∈ [1, 10^3]

可以直接模拟。

代码


/**
 * @date 2026-04-08 8:56
 */
public class XorAfterQueries3653 {

    public int xorAfterQueries(int[] nums, int[][] queries) {
        int mod = 1000000007;
        for (int[] query : queries) {
            int li = query[0], ri = query[1], ki = query[2], vi = query[3];
            while (li <= ri) {
                nums[li] = (int) ((long) nums[li] * vi % mod);
                li += ki;
            }
        }
        int res = 0;
        for (int num : nums) {
            res ^= num;
        }
        return res;
    }

}

性能