给你一个长度为偶数 n 的整数数组 nums 和一个整数 limit 。每一次操作,你可以将 nums 中的任何整数替换为 1 到 limit 之间的另一个整数。
如果对于所有下标 i(下标从 0开始 ),nums[i] + nums[n - 1 - i] 都等于同一个数,则数组 nums 是 互补的 。例如,数组 [1,2,3,4] 是互补的,因为对于所有下标 i ,nums[i] + nums[n - 1 - i] = 5 。
返回使数组 互补 的 最少 操作次数。
示例 1:
输入:nums = [1,2,4,3], limit = 4
输出:1
解释:经过 1 次操作,你可以将数组 nums 变成 [1,2,2,3](加粗元素是变更的数字):
nums[0] + nums[3] = 1 + 3 = 4.
nums[1] + nums[2] = 2 + 2 = 4.
nums[2] + nums[1] = 2 + 2 = 4.
nums[3] + nums[0] = 3 + 1 = 4.
对于每个 i ,nums[i] + nums[n-1-i] = 4 ,所以 nums 是互补的。
示例 2:
输入:nums = [1,2,2,1], limit = 2
输出:2
解释:经过 2 次操作,你可以将数组 nums 变成 [2,2,2,2] 。你不能将任何数字变更为 3 ,因为 3 > limit 。
示例 3:
输入:nums = [1,2,1,2], limit = 2
输出:0
解释:nums 已经是互补的。
提示:
n == nums.length2 <= n <= 10^51 <= nums[i] <= limit <= 10^5n是偶数。
分析:考虑 nums 中任意符合题意的数对 (a,b),其中 a 是两者中的较小值,b 是两者中的较大值。假设此时目标是将所有的 (a,b) 之和修改到 c,易得 c 的取值范围是 2,2×limit,根据 c 的取值不同,某个数对 (a,b) 需要的最小修改次数有如下五种情况:
当 2≤c<a+1 时:需要操作 2 次。即使将较大的数 b 变为极小值 1,新的数对和 a+1 依然大于 c,因此必须将 a 和 b 同时修改。
当 a+1≤c<a+b 时:需要操作 1 次。只需将较大的数 b 减小到 c−a 即可,修改后的 c−a 必然落在合法范围 1≤c−a≤limit 内。
当 c=a+b 时:此时无需修改。
当 a+b<c≤b+limit 时:需要操作 1 次。只需将较小的数 a 增大到 c−b 即可,修改后的 c−b 必然落在合法范围 1≤c−b≤limit 内。
当 b+limit<c≤2×limit 时:需要操作 2 次。即使将较小的数 a 变为极大值 limit,新的数对和 b+limit 依然小于 c,因此必须将 a 和 b 同时修改。
观察以上五种情况,可以发现对于给定的数对 (a,b) 和修改目标 c,其需要的操作次数在 2,2×limit 的各个连续子区间上是一定的,且分界点可以直接计算。这意味着每对数在不同目标值 c 下需要操作数可以使用差分数组来维护,其前缀和就是当前目标 c 下的总操作次数。维护该操作次数并取最小值即可。
cpp
int minMoves(int* nums, int numsSize, int limit) {
int n=numsSize,m=limit*2+2;
int diff[m];
for(int i=0;i<m;++i)
diff[i]=0;
for(int i=0;i<n/2;++i)
{
int a=fmin(nums[i],nums[n-1-i]);
int b=fmax(nums[i],nums[n-1-i]);
diff[2]+=2;
diff[a+1]-=1;
diff[a+b]-=1;
diff[a+b+1]+=1;
diff[b+limit+1]+=1;
}
int min_ops=n,cur_ops=0;
for(int c=2;c<=2*limit;++c)
{
cur_ops+=diff[c];
if(cur_ops<min_ops)min_ops=cur_ops;
}
return min_ops;
}