夯实算法-删除最短的子数组使剩余数组有序

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题目:删除最短的子数组使剩余数组有序

给你一个整数数组 arr ,请你删除一个子数组(可以为空),使得 arr 中剩下的元素是 非递减 的。

一个子数组指的是原数组中连续的一个子序列。

请你返回满足题目要求的最短子数组的长度。

 

示例 1:

输入: arr = [1,2,3,10,4,2,3,5]
输出: 3
解释: 我们需要删除的最短子数组是 [10,4,2] ,长度为 3 。剩余元素形成非递减数组 [1,2,3,3,5] 。
另一个正确的解为删除子数组 [3,10,4]

示例 2:

输入: arr = [5,4,3,2,1]
输出: 4
解释: 由于数组是严格递减的,我们只能保留一个元素。所以我们需要删除长度为 4 的子数组,要么删除 [5,4,3,2],要么删除 [4,3,2,1]

示例 3:

输入: arr = [1,2,3]
输出: 0
解释: 数组已经是非递减的了,我们不需要删除任何元素。

示例 4:

输入: arr = [1]
输出: 0

提示:

  • 1<=arr.length<=1051 <= arr.length <= 10^5
  • 0<=arr[i]<=1090 <= arr[i] <= 10^9

解题思路

先找到首尾非递减子数组,并分别记首子数组arr1的最后一个元素的索引是left,尾子数组arr2的第一个元素的索引是right,这样可以为ans定一个基准值,即仅保留arr1或者arr2时,需要删除的子序列长度;

int gap = right - left - 1; 
// 仅保留前半段,或保留后半段 
int ans = Math.min(gap + left + 1, gap + n - right); 

遍历arr1中的元素,然后在[right, n - 1]范围内找到满足arr2[j] >= arr1[i]中的元素索引,则此时需要删除的子序列为[i + 1, j - 1],长度为j - i - 1, ans取最小值即可。

在找首非递减子数组时,如果最后left == n - 1,说明整个arr是一个非递减数组,直接返回0

代码实现

public int findLengthOfShortestSubarray(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    int left = 0;
    int right = n - 1;
    while (left < n - 1 && arr[left + 1] >= arr[left]) {
        ++left;
    }
    if (left == n - 1) {
        return 0;
    }
    while (right > 0 && arr[right - 1] <= arr[right]) {
        --right;
    }
    int gap = right - left - 1;

    // 仅保留前半段,或保留后半段
    int ans = Math.min(gap + left + 1, gap + n - right);
    int i = 0;
    int j = right;

    // 遍历前半段中的每个元素,在后半段中找到arr[j] >= arr[i]
    while (i <= left && j < n) {
        while (j < n && arr[j] < arr[i]) {
            ++j;
        }
        if (j < n) {
            ans = Math.min(ans, j - i - 1);
        }
        ++i;
    }
    return ans;
}

运行结果

Snipaste_2023-06-09_22-57-59.png

复杂度分析

  • 空间复杂度:O(1)
  • 时间复杂度:O(n)

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