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

3333.找到初始输入字符串II

目标

Alice 正在她的电脑上输入一个字符串。但是她打字技术比较笨拙,她 可能 在一个按键上按太久,导致一个字符被输入 多次 。

给你一个字符串 word ,它表示 最终 显示在 Alice 显示屏上的结果。同时给你一个 正 整数 k ,表示一开始 Alice 输入字符串的长度 至少 为 k 。

请你返回 Alice 一开始可能想要输入字符串的总方案数。

由于答案可能很大,请你将它对 10^9 + 7 取余 后返回。

示例 1:

输入:word = "aabbccdd", k = 7
输出:5
解释:
可能的字符串包括:"aabbccdd" ,"aabbccd" ,"aabbcdd" ,"aabccdd" 和 "abbccdd" 。

示例 2:

输入:word = "aabbccdd", k = 8
输出:1
解释:
唯一可能的字符串是 "aabbccdd" 。

示例 3:

输入:word = "aaabbb", k = 3
输出:8

说明:

  • 1 <= word.length <= 5 * 10^5
  • word 只包含小写英文字母。
  • 1 <= k <= 2000

思路

有一个字符串,其中可能存在字符由于按键失灵没有及时抬起,导致该字符被输入多次。求原始字符串的总方案数,已知原字符串长度至少为 k

3330.找到初始输入字符串I 相比取消了至多一个错误的限制,增加了原始字符的长度限制。

// todo

代码

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2014.重复K次的最长子序列

目标

给你一个长度为 n 的字符串 s ,和一个整数 k 。请你找出字符串 s 中 重复 k 次的 最长子序列 。

子序列 是由其他字符串删除某些(或不删除)字符派生而来的一个字符串。

如果 seq * k 是 s 的一个子序列,其中 seq * k 表示一个由 seq 串联 k 次构造的字符串,那么就称 seq 是字符串 s 中一个 重复 k 次 的子序列。

  • 举个例子,"bba" 是字符串 "bababcba" 中的一个重复 2 次的子序列,因为字符串 "bbabba" 是由 "bba" 串联 2 次构造的,而 "bbabba" 是字符串 "bababcba" 的一个子序列。

返回字符串 s 中 重复 k 次的最长子序列 。如果存在多个满足的子序列,则返回 字典序最大 的那个。如果不存在这样的子序列,返回一个 空 字符串。

示例 1:

输入:s = "letsleetcode", k = 2
输出:"let"
解释:存在两个最长子序列重复 2 次:let" 和 "ete" 。
"let" 是其中字典序最大的一个。

示例 2:

输入:s = "bb", k = 2
输出:"b"
解释:重复 2 次的最长子序列是 "b" 。

示例 3:

输入:s = "ab", k = 2
输出:""
解释:不存在重复 2 次的最长子序列。返回空字符串。

说明:

  • n == s.length
  • 2 <= k <= 2000
  • 2 <= n < k * 8
  • s 由小写英文字母组成

思路

// todo

代码

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2040.两个有序数组的第K小乘积

目标

给你两个 从小到大排好序 且下标从 0 开始的整数数组 nums1 和 nums2 以及一个整数 k ,请你返回第 k (从 1 开始编号)小的 nums1[i] * nums2[j] 的乘积,其中 0 <= i < nums1.length 且 0 <= j < nums2.length 。

示例 1:

输入:nums1 = [2,5], nums2 = [3,4], k = 2
输出:8
解释:第 2 小的乘积计算如下:
- nums1[0] * nums2[0] = 2 * 3 = 6
- nums1[0] * nums2[1] = 2 * 4 = 8
第 2 小的乘积为 8 。

示例 2:

输入:nums1 = [-4,-2,0,3], nums2 = [2,4], k = 6
输出:0
解释:第 6 小的乘积计算如下:
- nums1[0] * nums2[1] = (-4) * 4 = -16
- nums1[0] * nums2[0] = (-4) * 2 = -8
- nums1[1] * nums2[1] = (-2) * 4 = -8
- nums1[1] * nums2[0] = (-2) * 2 = -4
- nums1[2] * nums2[0] = 0 * 2 = 0
- nums1[2] * nums2[1] = 0 * 4 = 0
第 6 小的乘积为 0 。

示例 3:

输入:nums1 = [-2,-1,0,1,2], nums2 = [-3,-1,2,4,5], k = 3
输出:-6
解释:第 3 小的乘积计算如下:
- nums1[0] * nums2[4] = (-2) * 5 = -10
- nums1[0] * nums2[3] = (-2) * 4 = -8
- nums1[4] * nums2[0] = 2 * (-3) = -6
第 3 小的乘积为 -6 。

说明:

  • 1 <= nums1.length, nums2.length <= 5 * 10^4
  • -10^5 <= nums1[i], nums2[j] <= 10^5
  • 1 <= k <= nums1.length * nums2.length
  • nums1 和 nums2 都是从小到大排好序的。

思路

有两个有序数组 nums1nums2,从两个数组中中各取一个数相乘,返回第 k 小的乘积。

代码

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

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

3445.奇偶频次间的最大差值II

目标

给你一个字符串 s 和一个整数 k 。请你找出 s 的子字符串 subs 中两个字符的出现频次之间的 最大 差值,freq[a] - freq[b] ,其中:

  • subs 的长度 至少 为 k 。
  • 字符 a 在 subs 中出现奇数次。
  • 字符 b 在 subs 中出现偶数次。

返回 最大 差值。

注意 ,subs 可以包含超过 2 个 互不相同 的字符。.

子字符串 是字符串中的一个连续字符序列。

示例 1:

输入:s = "12233", k = 4
输出:-1
解释:
对于子字符串 "12233" ,'1' 的出现次数是 1 ,'3' 的出现次数是 2 。差值是 1 - 2 = -1 。

示例 2:

输入:s = "1122211", k = 3
输出:1
解释:
对于子字符串 "11222" ,'2' 的出现次数是 3 ,'1' 的出现次数是 2 。差值是 3 - 2 = 1 。

示例 3:

输入:s = "110", k = 3
输出:-1

说明:

  • 3 <= s.length <= 3 * 10^4
  • s 仅由数字 '0' 到 '4' 组成。
  • 输入保证至少存在一个子字符串是由一个出现奇数次的字符和一个出现偶数次的字符组成。
  • 1 <= k <= s.length

思路

有一个字符串 s 仅由 0 ~ 4 组成,求其长度至少为 k 的子串中,3442_奇偶频次间的最大差值I 的最大值。

// todo

代码

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440.字典序的第K小数字

目标

给定整数 n 和 k,返回 [1, n] 中字典序第 k 小的数字。

示例 1:

输入: n = 13, k = 2
输出: 10
解释: 字典序的排列是 [1, 10, 11, 12, 13, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],所以第二小的数字是 10。

示例 2:

输入: n = 1, k = 1
输出: 1

说明:

  • 1 <= k <= n <= 10^9

思路

1 ~ n 的所有数字按字典序排列后的第 k 个数字。

本来想要参考 386.字典序排数 取第 k 个数字。但是数据范围太大,O(n) 的解法不可行。

题目标签显示的是字典树。想象一棵 10 叉树,根为 0,从第一个孩子 1 开始,如果其子树大小小于剩余的数字个数,直接跳过,访问兄弟节点 2,否则进入下一层,从第一个孩子 10 开始,计算其子树大小,如果小于剩余数字个数,访问兄弟节点 11,否则进入下一层。以此类推。

如何统计子树的大小?可以将当前根节点 l 与兄弟节点 r 一起向下计算,当前层的节点个数 = Math.min(r, n + 1) - 1 - l + 1Math.min(r, n + 1) - l。比如,l == 100, r == 200,计算 100 ~ 200 - 1 的数字个数。注意 rn + 1 取最小值,因为要减 1 所以比较的是 n + 1

代码


/**
 * @date 2025-06-09 8:44
 */
public class FindKthNumber440 {

    public int findKthNumber(int n, int k) {
        int i = 1;
        k--;
        while (k > 0) {
            int cnt = subTreeNodesCnt(i, n);
            if (cnt <= k) {
                k -= cnt;
                i++;
            } else {
                k--;
                i *= 10;
            }
        }

        return i;
    }

    public int subTreeNodesCnt(int root, int n) {
        int cnt = 0;
        long l = root;
        long r = root + 1;
        while (l <= n) {
            cnt += Math.min(r, n + 1) - l;
            l *= 10;
            r *= 10;
        }
        return cnt;
    }
}

性能

1298.你能从盒子里获得的最大糖果数

目标

给你 n 个盒子,每个盒子的格式为 [status, candies, keys, containedBoxes] ,其中:

  • 状态字 status[i]:整数,如果 box[i] 是开的,那么是 1 ,否则是 0 。
  • 糖果数 candies[i]: 整数,表示 box[i] 中糖果的数目。
  • 钥匙 keys[i]:数组,表示你打开 box[i] 后,可以得到一些盒子的钥匙,每个元素分别为该钥匙对应盒子的下标。
  • 内含的盒子 containedBoxes[i]:整数,表示放在 box[i] 里的盒子所对应的下标。

给你一个 initialBoxes 数组,表示你现在得到的盒子,你可以获得里面的糖果,也可以用盒子里的钥匙打开新的盒子,还可以继续探索从这个盒子里找到的其他盒子。

请你按照上述规则,返回可以获得糖果的 最大数目 。

示例 1:

输入:status = [1,0,1,0], candies = [7,5,4,100], keys = [[],[],[1],[]], containedBoxes = [[1,2],[3],[],[]], initialBoxes = [0]
输出:16
解释:
一开始你有盒子 0 。你将获得它里面的 7 个糖果和盒子 1 和 2。
盒子 1 目前状态是关闭的,而且你还没有对应它的钥匙。所以你将会打开盒子 2 ,并得到里面的 4 个糖果和盒子 1 的钥匙。
在盒子 1 中,你会获得 5 个糖果和盒子 3 ,但是你没法获得盒子 3 的钥匙所以盒子 3 会保持关闭状态。
你总共可以获得的糖果数目 = 7 + 4 + 5 = 16 个。

示例 2:

输入:status = [1,0,0,0,0,0], candies = [1,1,1,1,1,1], keys = [[1,2,3,4,5],[],[],[],[],[]], containedBoxes = [[1,2,3,4,5],[],[],[],[],[]], initialBoxes = [0]
输出:6
解释:
你一开始拥有盒子 0 。打开它你可以找到盒子 1,2,3,4,5 和它们对应的钥匙。
打开这些盒子,你将获得所有盒子的糖果,所以总糖果数为 6 个。

示例 3:

输入:status = [1,1,1], candies = [100,1,100], keys = [[],[0,2],[]], containedBoxes = [[],[],[]], initialBoxes = [1]
输出:1

示例 4:

输入:status = [1], candies = [100], keys = [[]], containedBoxes = [[]], initialBoxes = []
输出:0

示例 5:

输入:status = [1,1,1], candies = [2,3,2], keys = [[],[],[]], containedBoxes = [[],[],[]], initialBoxes = [2,1,0]
输出:7

说明:

  • 1 <= status.length <= 1000
  • status.length == candies.length == keys.length == containedBoxes.length == n
  • status[i] 要么是 0 要么是 1 。
  • 1 <= candies[i] <= 1000
  • 0 <= keys[i].length <= status.length
  • 0 <= keys[i][j] < status.length
  • keys[i] 中的值都是互不相同的。
  • 0 <= containedBoxes[i].length <= status.length
  • 0 <= containedBoxes[i][j] < status.length
  • containedBoxes[i] 中的值都是互不相同的。
  • 每个盒子最多被一个盒子包含。
  • 0 <= initialBoxes.length <= status.length
  • 0 <= initialBoxes[i] < status.length

思路

开始时有一些盒子 initialBoxes 元素值表示盒子下标,盒子的状态用 status 数组表示,0 表示盒子被锁住,1 表示盒子是打开的。盒子中装有糖果、也可能装有其它盒子,或者盒子的钥匙。求能够获得的最大糖果数。

bfs 使用优先队列对盒子状态排序,优先取开着的盒子。将开着的盒子中的盒子放入队列,并且用盒子中的钥匙修改队列中的盒子状态。记录已经开过的盒子,避免重复计数。

代码


/**
 * @date 2025-06-03 20:30
 */
public class MaxCandies1298 {

    public int maxCandies(int[] status, int[] candies, int[][] keys, int[][] containedBoxes, int[] initialBoxes) {
        int n = status.length;
        int[][] boxes = new int[n][2];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            boxes[i] = new int[]{i, status[i]};
        }
        PriorityQueue<int[]> q = new PriorityQueue<>((a, b) -> b[1] - a[1]);
        for (int initialBox : initialBoxes) {
            q.offer(boxes[initialBox]);
        }
        int res = 0;
        Set<Integer> visited = new HashSet<>();
        while (!q.isEmpty() && q.peek()[1] == 1) {
            while (!q.isEmpty() && q.peek()[1] == 1) {
                int i = q.poll()[0];
                visited.add(i);
                res += candies[i];
                for (int j : keys[i]) {
                    boxes[j][1] = 1;
                }
                for (int j : containedBoxes[i]) {
                    if (visited.contains(j)) {
                        continue;
                    }
                    q.offer(boxes[j]);
                }
            }
        }
        return res;
    }
}

性能

135.分发糖果

目标

n 个孩子站成一排。给你一个整数数组 ratings 表示每个孩子的评分。

你需要按照以下要求,给这些孩子分发糖果:

  • 每个孩子至少分配到 1 个糖果。
  • 相邻两个孩子评分更高的孩子会获得更多的糖果。

请你给每个孩子分发糖果,计算并返回需要准备的 最少糖果数目 。

示例 1:

输入:ratings = [1,0,2]
输出:5
解释:你可以分别给第一个、第二个、第三个孩子分发 2、1、2 颗糖果。

示例 2:

输入:ratings = [1,2,2]
输出:4
解释:你可以分别给第一个、第二个、第三个孩子分发 1、2、1 颗糖果。
     第三个孩子只得到 1 颗糖果,这满足题面中的两个条件。

说明:

  • n == ratings.length
  • 1 <= n <= 2 * 10^4
  • 0 <= ratings[i] <= 2 * 10^4

思路

n 个孩子站成一排,ratings 表示每个孩子的评分。现在需要给孩子分发糖果,要求每个孩子至少分配一个糖果,并且相邻的两个孩子,评分高的孩子分得的糖果大于评分低的孩子分得的糖果,返回需要准备的最少糖果数目。

官网题解提供了一种常数空间复杂度的写法,记录评分严格递增与严格递减序列长度:

  • 当处于严格递增序列时,分配的糖果比前面的多一个即可
  • 如果评分相同,则分配一个糖果并重置序列长度
  • 当处于严格递减序列时,分配递减序列长度个糖果,相当于递增序列的逆过程
  • 需要特殊处理递增序列与递减序列长度相同的情况

看下面的例子:

评分 4 5 4 3 2 1,
    a b c d e f
    1 2 1
当处理到 c 时,处于下降序列,我们给他分配 1 个糖果
    1 3 2 1
当处理到 d 时,仍处于下降序列,需要给 c 多分配一个糖果,即 2 个,发现这时与 b 分配的相同,不满足要求,需要给 b 也多分配一个,共 3 个
    1 4 3 2 1
当处理到 e 时,仍处于下降序列,需要给 b c d 多分配一个,共 4 个
    1 5 4 3 2 1
当处理到 f 时,仍处于下降序列,需要给 b c d e 多分配一个糖果,共 5 个

相当于往递减序列的头部插入递减序列长度个糖果,视为反向的递增,当递增序列与递减序列长度相同时需要特殊处理。

代码


/**
 * @date 2024-12-11 9:18
 */
public class Candy135 {

    public int candy_v3(int[] ratings) {
        int n = ratings.length;
        int increase = 1;
        int decrease = 0;
        int res = 1;
        int prev = 1;
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            if (ratings[i] >= ratings[i - 1]) {
                prev = ratings[i] == ratings[i - 1] ? 1 : prev + 1;
                res += prev;
                increase = prev;
                decrease = 0;
            } else {
                decrease++;
                if (decrease == increase) {
                    decrease++;
                }
                res += decrease;
                prev = 1;
            }
        }
        return res;
    }

}

性能