标签： medium

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 queries，queries[i] = [from, to] 表示查询 nums 从 from 到 to 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

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

目标

给你两个长度为 n 的整数数组，fruits 和 baskets，其中 fruits[i] 表示第 i 种水果的 数量，baskets[j] 表示第 j 个篮子的 容量。

你需要对 fruits 数组从左到右按照以下规则放置水果：

• 每种水果必须放入第一个 容量大于等于 该水果数量的 最左侧可用篮子 中。
• 每个篮子只能装 一种 水果。
• 如果一种水果 无法放入 任何篮子，它将保持 未放置。

返回所有可能分配完成后，剩余未放置的水果种类的数量。

示例 1

输入： fruits = [4,2,5], baskets = [3,5,4]
输出： 1
解释：
fruits[0] = 4 放入 baskets[1] = 5。
fruits[1] = 2 放入 baskets[0] = 3。
fruits[2] = 5 无法放入 baskets[2] = 4。
由于有一种水果未放置，我们返回 1。

示例 2

输入： fruits = [3,6,1], baskets = [6,4,7]
输出： 0
解释：
fruits[0] = 3 放入 baskets[0] = 6。
fruits[1] = 6 无法放入 baskets[1] = 4（容量不足），但可以放入下一个可用的篮子 baskets[2] = 7。
fruits[2] = 1 放入 baskets[1] = 4。
由于所有水果都已成功放置，我们返回 0。

说明：

• n == fruits.length == baskets.length
• 1 <= n <= 10^5
• 1 <= fruits[i], baskets[i] <= 10^9

思路

有水果 fruits 与 篮子 baskets 两个数组，fruits[i] 表示下标为 i 的水果数量，baskets[i] 表示下标为 i 位置上篮子的容量。现在需要按 fruits 的顺序从左往右将其放入篮子中，放置的位置是第一个能够容下水果的篮子，每个篮子只能放一种水果，如果没有位置能放下则保持未放置状态，求剩余未放置的水果种类。

暴力解法是枚举每种水果数量，然后枚举篮子，标记第一个能放下的篮子，时间复杂度为 O(n^2)。由于 basket 是无序的，没办法使用二分查找，并且排序会影响最终结果。因为未排序前，数量小的水果可能占据了大的篮子，导致数量多的水果无法放置。

考虑将 basket 分块，记录每一块的最大值，然后找到块内第一个大于 fruits[i] 的元素，然后将其置零。

代码

/**
 * @date 2025-08-05 15:20
 */
public class NumOfUnplacedFruits3479 {

    public int numOfUnplacedFruits(int[] fruits, int[] baskets) {
        int n = fruits.length;
        int blockSize = (int) Math.ceil(Math.sqrt(n));
        int m = (int) Math.ceil((double) n / blockSize);
        int[] block = new int[m];
        int bi = 0;
        while (bi < m) {
            int start = bi * blockSize;
            int max = 0;
            for (int j = start; j < start + blockSize && j < n; j++) {
                max = Math.max(max, baskets[j]);
            }
            block[bi++] = max;
        }
        int res = n;
        for (int fruit : fruits) {
            int i = 0;
            for (; i < m; i++) {
                if (fruit <= block[i]) {
                    res--;
                    break;
                }
            }
            int start = i * blockSize;
            int newMax = 0;
            for (int j = start; j < start + blockSize && j < n; j++) {
                if (baskets[j] >= fruit) {
                    if (baskets[j] == block[i]) {
                        for (int k = j + 1; k < start + blockSize && k < n; k++) {
                            newMax = Math.max(newMax, baskets[k]);
                        }
                        block[i] = newMax;
                    }
                    baskets[j] = 0;
                    break;
                } else {
                    newMax = Math.max(newMax, baskets[j]);
                }
            }
        }
        return res;
    }

}

性能

目标

你正在探访一家农场，农场从左到右种植了一排果树。这些树用一个整数数组 fruits 表示，其中 fruits[i] 是第 i 棵树上的水果 种类 。

你想要尽可能多地收集水果。然而，农场的主人设定了一些严格的规矩，你必须按照要求采摘水果：

• 你只有 两个 篮子，并且每个篮子只能装 单一类型 的水果。每个篮子能够装的水果总量没有限制。
• 你可以选择任意一棵树开始采摘，你必须从 每棵 树（包括开始采摘的树）上 恰好摘一个水果 。采摘的水果应当符合篮子中的水果类型。每采摘一次，你将会向右移动到下一棵树，并继续采摘。
• 一旦你走到某棵树前，但水果不符合篮子的水果类型，那么就必须停止采摘。

给你一个整数数组 fruits ，返回你可以收集的水果的 最大 数目。

示例 1：

输入：fruits = [1,2,1]
输出：3
解释：可以采摘全部 3 棵树。

示例 2：

输入：fruits = [0,1,2,2]
输出：3
解释：可以采摘 [1,2,2] 这三棵树。
如果从第一棵树开始采摘，则只能采摘 [0,1] 这两棵树。

示例 3：

输入：fruits = [1,2,3,2,2]
输出：4
解释：可以采摘 [2,3,2,2] 这四棵树。
如果从第一棵树开始采摘，则只能采摘 [1,2] 这两棵树。

示例 4：

输入：fruits = [3,3,3,1,2,1,1,2,3,3,4]
输出：5
解释：可以采摘 [1,2,1,1,2] 这五棵树。

说明：

• 1 <= fruits.length <= 10^5
• 0 <= fruits[i] < fruits.length

思路

求满足条件的子数组的最大长度，要求子数组最多包含两个不同的元素。

滑动窗口。

代码

/**
 * @date 2025-08-04 8:51
 */
public class TotalFruit904 {

    public int totalFruit(int[] fruits) {
        int n = fruits.length;
        int res = 0;
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        int l = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            map.merge(fruits[i], 1, Integer::sum);
            while (map.size() > 2) {
                map.merge(fruits[l], -1, Integer::sum);
                if (map.get(fruits[l]) == 0) {
                    map.remove(fruits[l]);
                }
                l++;
            }
            res = Math.max(res, i - l + 1);
        }
        return res;
    }

}

性能

目标

给你一个长度为 n 的整数数组 nums 。

考虑 nums 中进行 按位与（bitwise AND）运算得到的值 最大 的 非空 子数组。

• 换句话说，令 k 是 nums 任意 子数组执行按位与运算所能得到的最大值。那么，只需要考虑那些执行一次按位与运算后等于 k 的子数组。

返回满足要求的 最长 子数组的长度。

数组的按位与就是对数组中的所有数字进行按位与运算。

子数组 是数组中的一个连续元素序列。

示例 1：

输入：nums = [1,2,3,3,2,2]
输出：2
解释：
子数组按位与运算的最大值是 3 。
能得到此结果的最长子数组是 [3,3]，所以返回 2 。

示例 2：

输入：nums = [1,2,3,4]
输出：1
解释：
子数组按位与运算的最大值是 4 。
能得到此结果的最长子数组是 [4]，所以返回 1 。

说明：

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

思路

两个数按位与的结果一定不会比这两个数更大。问题转化为连续的最大值长度。

代码

/**
 * @date 2025-07-30 10:28
 */
public class LongestSubarray2419 {

    public int longestSubarray(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int max = Arrays.stream(nums).max().getAsInt();
        int res = 1;
        int i = 0;
        while (i < n){
            int l = 0;
            while (i < n && nums[i++] == max){
                l++;
            }
            res = Math.max(res, l);
        }
        return res;
    }
}

性能

目标

给你一个长度为 n 下标从 0 开始的数组 nums ，数组中所有数字均为非负整数。对于 0 到 n - 1 之间的每一个下标 i ，你需要找出 nums 中一个 最小 非空子数组，它的起始位置为 i （包含这个位置），同时有 最大 的 按位或运算值 。

• 换言之，令 Bij 表示子数组 nums[i...j] 的按位或运算的结果，你需要找到一个起始位置为 i 的最小子数组，这个子数组的按位或运算的结果等于 max(Bik) ，其中 i <= k <= n - 1 。

一个数组的按位或运算值是这个数组里所有数字按位或运算的结果。

请你返回一个大小为 n 的整数数组 answer，其中 answer[i]是开始位置为 i ，按位或运算结果最大，且 最短 子数组的长度。

子数组 是数组里一段连续非空元素组成的序列。

示例 1：

输入：nums = [1,0,2,1,3]
输出：[3,3,2,2,1]
解释：
任何位置开始，最大按位或运算的结果都是 3 。
- 下标 0 处，能得到结果 3 的最短子数组是 [1,0,2] 。
- 下标 1 处，能得到结果 3 的最短子数组是 [0,2,1] 。
- 下标 2 处，能得到结果 3 的最短子数组是 [2,1] 。
- 下标 3 处，能得到结果 3 的最短子数组是 [1,3] 。
- 下标 4 处，能得到结果 3 的最短子数组是 [3] 。
所以我们返回 [3,3,2,2,1] 。

示例 2：

输入：nums = [1,2]
输出：[2,1]
解释：
下标 0 处，能得到最大按位或运算值的最短子数组长度为 2 。
下标 1 处，能得到最大按位或运算值的最短子数组长度为 1 。
所以我们返回 [2,1] 。

说明：

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

思路

有一个数组 nums，求以每个元素为起点的子数组，取得最大或值的最小长度。res[i] 表示以 i 为起点的子数组中，数组元素按位或取得最大值时的最小长度。

枚举右端点，将当前元素与前面的元素进行或运算，并覆盖原来的元素值。对于当前元素 j，nums[i] 中存的是 i ~ j 的或值，站在集合的角度来看，nums[i + 1] 是 nums[i] 的子集。在进行或运算时，如果或值没有变大，就没有必要继续向前了。

代码

/**
 * @date 2025-07-29 9:39
 */
public class SmallestSubarrays2411 {

    public int[] smallestSubarrays(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int[] res = new int[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int num = nums[i];
            res[i] = 1;
            for (int j = i - 1; j >= 0 && (num | nums[j]) != nums[j]; j--) {
                nums[j] |= num;
                res[j] = i - j + 1;
            }
        }
        return res;
    }

}

性能

目标

给你一个字符串 s 和两个整数 x 和 y 。你可以执行下面两种操作任意次。

• 删除子字符串 "ab" 并得到 x 分。
  • 比方说，从 "cabxbae" 删除 ab ，得到 "cxbae" 。
• 删除子字符串"ba" 并得到 y 分。
  • 比方说，从 "cabxbae" 删除 ba ，得到 "cabxe" 。

请返回对 s 字符串执行上面操作若干次能得到的最大得分。

示例 1：

输入：s = "cdbcbbaaabab", x = 4, y = 5
输出：19
解释：
- 删除 "cdbcbbaaabab" 中加粗的 "ba" ，得到 s = "cdbcbbaaab" ，加 5 分。
- 删除 "cdbcbbaaab" 中加粗的 "ab" ，得到 s = "cdbcbbaa" ，加 4 分。
- 删除 "cdbcbbaa" 中加粗的 "ba" ，得到 s = "cdbcba" ，加 5 分。
- 删除 "cdbcba" 中加粗的 "ba" ，得到 s = "cdbc" ，加 5 分。
总得分为 5 + 4 + 5 + 5 = 19 。

示例 2：

输入：s = "aabbaaxybbaabb", x = 5, y = 4
输出：20

说明：

• 1 <= s.length <= 10^5
• 1 <= x, y <= 10^4
• s 只包含小写英文字母。

思路

贪心策略，优先处理分值高的字符串。

代码

/**
 * @date 2025-07-23 9:01
 */
public class MaximumGain1717 {

    public int maximumGain(String s, int x, int y) {
        char prev, cur;
        int max, min;
        if (x > y) {
            prev = 'a';
            cur = 'b';
            max = x;
            min = y;
        } else {
            prev = 'b';
            cur = 'a';
            max = y;
            min = x;
        }
        Deque<Character> q = new ArrayDeque<>();
        q.push('^');
        int n = s.length();
        int res = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            char c = s.charAt(i);
            if (q.peek() == prev && c == cur) {
                q.pop();
                res += max;
            } else {
                q.push(c);
            }
        }
        q.removeLast();
        Deque<Character> p = new ArrayDeque<>();
        p.push('^');
        while (!q.isEmpty()) {
            if (q.peekLast() == prev && p.peek() == cur) {
                q.removeLast();
                p.pop();
                res += min;
            } else {
                p.push(q.removeLast());
            }
        }
        return res;
    }

}

性能