Leetcode1760:袋子里最少数目的球

题目描述:

给你一个整数数组 nums ,其中 nums[i] 表示第 i 个袋子里球的数目。同时给你一个整数 maxOperations

你可以进行如下操作至多 maxOperations 次:

  • 选择任意一个袋子,并将袋子里的球分到 2 个新的袋子中,每个袋子里都有 正整数 个球。
    • 比方说,一个袋子里有 5 个球,你可以把它们分到两个新袋子里,分别有 1 个和 4 个球,或者分别有 2 个和 3 个球。

你的开销是单个袋子里球数目的 最大值 ,你想要 最小化 开销。

请你返回进行上述操作后的最小开销。

代码思路:

  1. 初始化边界
    • l(left)初始化为 1,因为最小的开销可以是 1(即每个袋子最多只有一个球)。
    • r(right)初始化为 max(nums),因为不进行任何操作时,开销的最大值就是数组中的最大值。
  2. 二分查找
    • 使用二分查找在 [l, r] 范围内寻找满足条件的最小开销。
    • 每次计算中间值 mid 作为当前的候选开销。
  3. 计算操作数
    • 对于数组中的每个袋子 x,计算将其球数分到不超过 mid 的开销所需的操作数。
    • 由于每次操作是将一个袋子分成两个袋子,并且每个袋子里的球数都是正整数,所以我们需要将 x 个球分到不超过 mid 的两个袋子中。
    • 最坏情况下,我们需要将 x 个球分到 midx-mid(或 ceil(x/2)floor(x/2),取决于 x 是奇数还是偶数)两个袋子中,但因为我们只关心操作次数,所以只需要考虑将 x 个球分到尽可能接近 mid 的两个袋子中。
    • 由于每次操作至少会减少一个袋子(因为我们把一个袋子分成了两个),所以我们可以将 x 个球分到不超过 mid 的袋子中的操作次数近似为 (x-1)//mid(向下取整,因为每次操作减少一个球,直到剩余球数不超过 mid)。
    • 注意这里的 (x-1)//mid 实际上是在计算将 x 个球分到不超过 mid 的袋子中,最多需要进行多少次"拆分"操作(每次操作至少减少一个袋子,但球的总数减少 mid 或更少时,需要多次操作才能达到每个袋子不超过 mid)。
  4. 调整边界
    • 如果计算出的总操作数 op 大于 maxOperations,说明当前的 mid 作为开销太小,无法在给定的操作次数内完成,因此需要增大开销,将 l 更新为 mid+1
    • 否则,当前的 mid 可能是一个可行的解(但不一定是最小的),因此尝试减小开销,将 r 更新为 mid(因为 mid 也可能是一个解,所以这里用 mid 而不是 mid-1 来更新 r,以确保不会错过 mid 这个可能的解)。
  5. 返回结果
    • lr 相等时,循环结束,此时 l(或 r)即为满足条件的最小开销。

代码实现:

复制代码
class Solution:
    def minimumSize(self, nums: list[int], maxOperations: int) -> int:
        l,r=1,max(nums)
        while l<r:
            mid=(l+r)>>1
            if (op:=sum([ (x-1)//mid for x in nums]))>maxOperations:
                l=mid+1
            else:
                r=mid
        return l
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