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将珠子放入背包中

你有 k 个背包。给你一个下标从 0 开始的整数数组 weights ,其中 weights[i] 是第 i 个珠子的重量。同时给你整数 k 。 请你按照如下规则将所有的珠子放进 k 个背包。 没有背包是空的。 如果第 i 个珠子和第 j 个珠子在同一个背包里,那么下标在 i 到 j 之间的所有珠子…

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当前训练重点

困难 · 贪心·invariant

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答案摘要

我们可以将问题转化为:将数组 `weights` 分成 个连续的子数组,也就是说,我们要找到 个分割点,每个分割点的价格是分割点左右两个元素的和,求最大的 个分割点的价格之和与最小的 个分割点的价格之和的差值,即为答案。 因此,我们可以处理数组 `weights`,将其转化为一个长度为 的数组 `arr`,其中 `arr[i] = weights[i] + weights[i+1]`,然…

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题目描述

你有 k 个背包。给你一个下标从 0 开始的整数数组 weights ,其中 weights[i] 是第 i 个珠子的重量。同时给你整数 k 。

请你按照如下规则将所有的珠子放进 k 个背包。

  • 没有背包是空的。
  • 如果第 i 个珠子和第 j 个珠子在同一个背包里,那么下标在 i 到 j 之间的所有珠子都必须在这同一个背包中。
  • 如果一个背包有下标从 i 到 j 的所有珠子,那么这个背包的价格是 weights[i] + weights[j] 。

一个珠子分配方案的 分数 是所有 k 个背包的价格之和。

请你返回所有分配方案中,最大分数 与 最小分数 的 差值 为多少。

 

示例 1:

输入:weights = [1,3,5,1], k = 2
输出:4
解释:
分配方案 [1],[3,5,1] 得到最小得分 (1+1) + (3+1) = 6 。
分配方案 [1,3],[5,1] 得到最大得分 (1+3) + (5+1) = 10 。
所以差值为 10 - 6 = 4 。

示例 2:

输入:weights = [1, 3], k = 2
输出:0
解释:唯一的分配方案为 [1],[3] 。
最大最小得分相等,所以返回 0 。

 

提示:

  • 1 <= k <= weights.length <= 105
  • 1 <= weights[i] <= 109
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解题思路

方法一:问题转化 + 排序

我们可以将问题转化为:将数组 weights 分成 kk 个连续的子数组,也就是说,我们要找到 k1k-1 个分割点,每个分割点的价格是分割点左右两个元素的和,求最大的 k1k-1 个分割点的价格之和与最小的 k1k-1 个分割点的价格之和的差值,即为答案。

因此,我们可以处理数组 weights,将其转化为一个长度为 n1n-1 的数组 arr,其中 arr[i] = weights[i] + weights[i+1],然后对数组 arr 进行排序,最后求出最大的 k1k-1 个分割点的价格之和与最小的 k1k-1 个分割点的价格之和的差值即可。

时间复杂度 O(n×logn)O(n \times \log n),空间复杂度 O(n)O(n)。其中 nn 为数组 weights 的长度。

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class Solution:
    def putMarbles(self, weights: List[int], k: int) -> int:
        arr = sorted(a + b for a, b in pairwise(weights))
        return sum(arr[len(arr) - k + 1 :]) - sum(arr[: k - 1])
speed

复杂度分析

指标
时间O(n \log n)
空间O(n + S) \approx O(n)
psychology

面试官常问的追问

外企场景
  • question_mark

    Candidate should demonstrate understanding of greedy algorithms and sorting techniques.

  • question_mark

    Look for proficiency in heap or priority queue usage.

  • question_mark

    The solution should efficiently handle large input sizes, leveraging sorting and heap structures.

warning

常见陷阱

外企场景
  • error

    Failing to correctly identify the need to separate the largest and smallest weights for optimal score distribution.

  • error

    Overcomplicating the problem by attempting to find all possible subarray combinations instead of leveraging sorting and greedy methods.

  • error

    Not optimizing for time complexity, leading to inefficient solutions that fail on large inputs.

swap_horiz

进阶变体

外企场景
  • arrow_right_alt

    Instead of maximizing the difference in scores, try to minimize the difference using the same approach.

  • arrow_right_alt

    Extend the problem to handle more complex scoring mechanisms, such as considering penalties for imbalances.

  • arrow_right_alt

    Modify the problem to include additional constraints on how marbles can be distributed among bags (e.g., weights must be evenly split).

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常见问题

外企场景

将珠子放入背包中题解:贪心·invariant | LeetCode #2551 困难