leetcode_1498 满足条件的子序列数目

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要求

给你一个整数数组 nums 和一个整数 target 。

请你统计并返回 nums 中能满足其最小元素与最大元素的 和 小于或等于 target 的 非空 子序列的数目。

由于答案可能很大,请将结果对 10^9 + 7 取余后返回。

示例 1:

输入:nums = [3,5,6,7], target = 9
输出:4
解释:有 4 个子序列满足该条件。
[3] -> 最小元素 + 最大元素 <= target (3 + 3 <= 9)
[3,5] -> (3 + 5 <= 9)
[3,5,6] -> (3 + 6 <= 9)
[3,6] -> (3 + 6 <= 9)

示例 2:

输入:nums = [3,3,6,8], target = 10
输出:6
解释:有 6 个子序列满足该条件。(nums 中可以有重复数字)
[3] , [3] , [3,3], [3,6] , [3,6] , [3,3,6]

示例 3:

输入:nums = [2,3,3,4,6,7], target = 12
输出:61
解释:共有 63 个非空子序列,其中 2 个不满足条件([6,7], [7])
有效序列总数为(63 - 2 = 61

示例 4:

输入:nums = [5,2,4,1,7,6,8], target = 16
输出:127
解释:所有非空子序列都满足条件 (2^7 - 1) = 127

提示:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i] <= 10^6
  • 1 <= target <= 10^6

核心代码

class Solution:
    def numSubseq(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        nums.sort()

        res = 0
        left = 0
        right = len(nums) - 1
        while left <= right:
            if  nums[left] + nums[right] <= target:
                res += 2 ** (right - left)
                left += 1
            else:
                right -= 1
        return res % (10 ** 9 + 7)

image.png

解题思路:排序+双指针 首先我们发现,非空子序列不需要是子数组,也就是说,与数组原有顺序无关。且满足条件的序列满足最大值和最小值的和小于等于target。因此我们可以直接对数组进行排序,这样我们就可以划定范围,对某一个子数组,最左边的值一定是子数组的最小值,最右边的值一定是最大值。

下面我们考虑上面的子数组,如果对于一个子数组,使用双指针,left表示子数组的左边界,right表示数组右边界,那如果

left+right <= target,那么这个子数组中有多少序列满足条件呢?答案是2 ^ (right-left)

这里面我们的序列必须包含nums[left],以子数组[2,3,4,6],target=9为例:

我们必须含有2,那么所有符合条件的序列为[2]、[2,3]、[2,4]、[2,6]、[2,3,4]、[2,3,6]、[2,4,6]、[2,3,4,6]。一共2 ^ 3=8个。

解释起来就是,在必须包含2的基础上,后面的3个数可以选0个、选1个、选2个、选3个。即Cn0 + Cn1 + … + Cnn = 2 ^ n

那么我们为什么必须包含2呢,为什么不考虑[3]、[4]等等呢?

原因是这些答案在之后的循环中会被找到

所以我们每次计算的是以left位置为起止的,所有满足条件的序列。

我们首先将左右指针设为整个数组的左右两端;当左右指针的和满足条件(小于等于target),那么计算此时以left为起始的所有子序列;然后left++,继续计算。如果此时不满足条件,则右指针right–,直到找到与此时的left满足条件的right。