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使结果不超过阈值的最小除数

给你一个整数数组 nums 和一个正整数 threshold ,你需要选择一个正整数作为除数,然后将数组里每个数都除以它,并对除法结果求和。 请你找出能够使上述结果小于等于阈值 threshold 的除数中 最小 的那个。 每个数除以除数后都向上取整,比方说 7/3 = 3 , 10/2 = 5 。…

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中等 · 二分·搜索·答案·空间

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答案摘要

我们注意到,对于一个数字 ,如果将 中的每个数字都除以 的结果之和小于等于 ,那么所有大于 的值都满足条件。这存在着单调性,因此我们可以使用二分查找的方法找到最小的满足条件的 。 我们定义二分查找的左边界 , ,每次取 ,计算 中每个数字除以 的结果之和 ,如果 小于等于 ,那么说明 满足条件,我们将 更新为 ,否则将 更新为 。

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题目描述

给你一个整数数组 nums 和一个正整数 threshold  ,你需要选择一个正整数作为除数,然后将数组里每个数都除以它,并对除法结果求和。

请你找出能够使上述结果小于等于阈值 threshold 的除数中 最小 的那个。

每个数除以除数后都向上取整,比方说 7/3 = 3 , 10/2 = 5 。

题目保证一定有解。

 

示例 1:

输入:nums = [1,2,5,9], threshold = 6
输出:5
解释:如果除数为 1 ,我们可以得到和为 17 (1+2+5+9)。
如果除数为 4 ,我们可以得到和为 7 (1+1+2+3) 。如果除数为 5 ,和为 5 (1+1+1+2)。

示例 2:

输入:nums = [2,3,5,7,11], threshold = 11
输出:3

示例 3:

输入:nums = [19], threshold = 5
输出:4

 

提示:

  • 1 <= nums.length <= 5 * 10^4
  • 1 <= nums[i] <= 10^6
  • nums.length <= threshold <= 10^6
lightbulb

解题思路

方法一:二分查找

我们注意到,对于一个数字 vv,如果将 numsnums 中的每个数字都除以 vv 的结果之和小于等于 thresholdthreshold,那么所有大于 vv 的值都满足条件。这存在着单调性,因此我们可以使用二分查找的方法找到最小的满足条件的 vv

我们定义二分查找的左边界 l=1l=1, r=max(nums)r=\max(nums),每次取 mid=(l+r)/2mid=(l+r)/2,计算 numsnums 中每个数字除以 midmid 的结果之和 ss,如果 ss 小于等于 thresholdthreshold,那么说明 midmid 满足条件,我们将 rr 更新为 midmid,否则将 ll 更新为 mid+1mid+1

最后返回 ll 即可。

时间复杂度 O(n×logM)O(n \times \log M),其中 nn 是数组 numsnums 的长度,而 MM 是数组 numsnums 中的最大值。空间复杂度 O(1)O(1)

1
2
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5
6
7
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class Solution:
    def smallestDivisor(self, nums: List[int], threshold: int) -> int:
        def f(v: int) -> bool:
            v += 1
            return sum((x + v - 1) // v for x in nums) <= threshold

        return bisect_left(range(max(nums)), True, key=f) + 1
speed

复杂度分析

指标
时间Depends on the final approach
空间Depends on the final approach
psychology

面试官常问的追问

外企场景
  • question_mark

    The candidate's understanding of binary search is key for solving this problem efficiently.

  • question_mark

    Look for the candidate's ability to implement efficient summation and handle large inputs.

  • question_mark

    Pay attention to how the candidate handles edge cases and adjusts the binary search bounds correctly.

warning

常见陷阱

外企场景
  • error

    Misunderstanding the rounding behavior during division may lead to incorrect sums.

  • error

    Inefficient summation of array elements for each divisor choice could slow down the solution.

  • error

    Not adjusting the search bounds correctly during binary search could result in suboptimal solutions or failure to find the correct divisor.

swap_horiz

进阶变体

外企场景
  • arrow_right_alt

    If the array contains only one element, the problem simplifies to finding the smallest divisor for that element alone.

  • arrow_right_alt

    Consider cases where the threshold is very large, potentially requiring a larger divisor.

  • arrow_right_alt

    Extend the problem to handle floating-point numbers or more complex rounding rules.

help

常见问题

外企场景

使结果不超过阈值的最小除数题解:二分·搜索·答案·空间 | LeetCode #1283 中等