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最小化数组中的最大值

给你一个下标从 0 开始的数组 nums ,它含有 n 个非负整数。 每一步操作中,你需要: 选择一个满足 1 的整数 i ,且 nums[i] > 0 。 将 nums[i] 减 1 。 将 nums[i - 1] 加 1 。 你可以对数组执行 任意 次上述操作,请你返回可以得到的 nums 数组…

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中等 · 状态·转移·动态规划

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答案摘要

最小化数组的最大值,容易想到二分查找。我们二分枚举数组的最大值 ,找到一个满足题目要求的、且值最小的 即可。 时间复杂度 $O(n \times \log M)$,其中 为数组的长度,而 为数组中的最大值。

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题目描述

给你一个下标从 0 开始的数组 nums ,它含有 n 个非负整数。

每一步操作中,你需要:

  • 选择一个满足 1 <= i < n 的整数 i ,且 nums[i] > 0 。
  • 将 nums[i] 减 1 。
  • 将 nums[i - 1] 加 1 。

你可以对数组执行 任意 次上述操作,请你返回可以得到的 nums 数组中 最大值 最小 为多少。

 

示例 1:

输入:nums = [3,7,1,6]
输出:5
解释:
一串最优操作是:
1. 选择 i = 1 ,nums 变为 [4,6,1,6] 。
2. 选择 i = 3 ,nums 变为 [4,6,2,5] 。
3. 选择 i = 1 ,nums 变为 [5,5,2,5] 。
nums 中最大值为 5 。无法得到比 5 更小的最大值。
所以我们返回 5 。

示例 2:

输入:nums = [10,1]
输出:10
解释:
最优解是不改动 nums ,10 是最大值,所以返回 10 。

 

提示:

  • n == nums.length
  • 2 <= n <= 105
  • 0 <= nums[i] <= 109
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解题思路

方法一:二分查找

最小化数组的最大值,容易想到二分查找。我们二分枚举数组的最大值 mxmx,找到一个满足题目要求的、且值最小的 mxmx 即可。

时间复杂度 O(n×logM)O(n \times \log M),其中 nn 为数组的长度,而 MM 为数组中的最大值。

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class Solution:
    def minimizeArrayValue(self, nums: List[int]) -> int:
        def check(mx):
            d = 0
            for x in nums[:0:-1]:
                d = max(0, d + x - mx)
            return nums[0] + d <= mx

        left, right = 0, max(nums)
        while left < right:
            mid = (left + right) >> 1
            if check(mid):
                right = mid
            else:
                left = mid + 1
        return left
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 is familiar with binary search applications in optimization problems.

  • question_mark

    The candidate demonstrates understanding of greedy algorithms in combination with binary search.

  • question_mark

    The candidate efficiently manages the prefix sum to validate the feasibility of each operation.

warning

常见陷阱

外企场景
  • error

    Misunderstanding the operation limits may lead to incorrect binary search bounds.

  • error

    Failing to efficiently validate each candidate maximum value within the binary search process.

  • error

    Not using prefix sums or an alternative efficient method for checking feasibility in large arrays.

swap_horiz

进阶变体

外企场景
  • arrow_right_alt

    In some variants, the number of allowed operations may be restricted, requiring additional constraints handling.

  • arrow_right_alt

    The problem may be extended to multi-dimensional arrays, increasing the complexity of both binary search and validation.

  • arrow_right_alt

    Instead of greedy operations, some variants may involve dynamic programming or different optimization methods for determining the result.

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常见问题

外企场景

最小化数组中的最大值题解:状态·转移·动态规划 | LeetCode #2439 中等