2026-02-25:分割数组得到最小绝对差。用go语言,给定一个整数数组 nums,把它切成两个非空的连续区间——记作 left 和 right。要求 left 中的元素单调上升(每个数都大于它前面的那个数),right 中的元素单调下降(每个数都小于它前面的那个数)。目标是使这两段的元素和之差的绝对值尽可能小,并返回这个最小的绝对差值;如果不存在满足单调性要求的分割方式,则返回 -1。 说明:这里的“子数组”指数组中的连续且非空的一段。
2 <= nums.length <= 100000。
1 <= nums[i] <= 100000。
输入: nums = [1,3,2]。
输出: 2。
解释:
| i | left | right | 是否有效 | left 和 right 和 | 绝对差值 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | [1] | [3, 2] | 是 | 1,5 | 1 - 5 | = 4 | |
| 1 | [1, 3] | [2] | 是 | 4,2 | 4 - 2 | = 2 |
因此,最小绝对差值为 2。
题目来自力扣3698。
一、整体解题思路分步解析
我们以输入 nums = [1, 3, 2] 为例,逐步拆解代码的执行逻辑,核心目标是找到满足“左段严格递增、右段严格递减”的分割方式,并计算最小绝对差值。
步骤1:定义核心概念(理解代码的前提)
首先明确两个关键区间的定义:
- 最长严格递增前缀:从数组第一个元素开始,能连续满足“后数>前数”的最长子数组;
- 最长严格递减后缀:从数组最后一个元素开始,能连续满足“前数>后数”的最长子数组;
- 有效分割点:分割后
left是严格递增的前缀、right是严格递减的后缀,且两者都非空。
步骤2:计算最长严格递增前缀(pre)
代码首先遍历数组,找到最长的严格递增前缀,并累加其元素和:
- 初始化:
pre = nums[0] = 1,i = 1(从第二个元素开始检查); - 第一次检查:
i=1,nums[1]=3 > nums[0]=1,满足严格递增 →pre += 3(pre变为4),i++(i变为2); - 第二次检查:
i=2,nums[2]=2,需要和nums[1]=3比较 →2 > 3不成立,循环终止; - 最终结果:最长严格递增前缀是
[1,3],和为4,i=2(表示前缀结束在索引1,下一个索引是2)。
步骤3:计算最长严格递减后缀(suf)
接着从数组末尾遍历,找到最长的严格递减后缀,并累加其元素和:
- 初始化:
suf = nums[2] = 2,j = 1(从倒数第二个元素开始检查); - 第一次检查:
j=1,nums[1]=3 > nums[2]=2,满足严格递减 →suf += 3(suf变为5),j--(j变为0); - 第二次检查:
j=0,nums[0]=1,需要和nums[1]=3比较 →1 > 3不成立,循环终止; - 最终结果:最长严格递减后缀是
[3,2],和为5,j=0(表示后缀开始在索引1,上一个索引是0)。
步骤4:判断是否存在有效分割(情况一)
代码通过 i <= j 判断是否存在有效分割:
- 当前
i=2,j=0→2 <= 0不成立,说明存在有效分割,进入后续计算; - 补充说明:如果
i <= j(比如数组是[1,2,4,3,5],递增前缀到索引2,递减后缀从索引3开始,中间有重叠),说明没有任何分割点能同时满足左段递增、右段递减,直接返回-1。
步骤5:计算差值并分情况处理
首先计算 d = pre - suf = 4 - 5 = -1,然后根据 i 和 j 的关系分情况计算最小绝对差:
子步骤5.1:判断是否是“首尾衔接”(情况二)
情况二的条件是 i-1 == j(即递增前缀的最后一个索引 = 递减后缀的第一个索引):
- 当前
i-1 = 1,j=0→1 == 0不成立,跳过情况二; - 补充说明:如果满足此条件(比如数组
[1,4,3],i=2,j=1 → i-1=1=j),说明分割点唯一,直接返回abs(d)即可。
子步骤5.2:处理“重叠元素”(情况三)
情况三是核心,本质是:递增前缀和递减后缀共享了一个元素(本例中是 nums[1]=3),需要修正这个重复计算的问题:
- 核心逻辑:
suf中包含了nums[i-1]=3,pre中也包含了nums[i-1]=3,因此需要调整差值:- 调整方式1:把
nums[i-1]归给left → 相当于d - nums[i-1](即-1 - 3 = -4),绝对值是4; - 调整方式2:把
nums[i-1]归给right → 相当于d + nums[i-1](即-1 + 3 = 2),绝对值是2;
- 调整方式1:把
- 取两者的最小值:
min(4, 2) = 2,这就是最终的最小绝对差值。
步骤6:返回结果并输出
代码将最小值转为 int64 类型返回,main函数打印结果为2,符合题目要求。
二、时间复杂度与空间复杂度分析
1. 时间复杂度
- 计算递增前缀:遍历数组的前半部分,最多遍历
n个元素(n为数组长度),时间复杂度O(n); - 计算递减后缀:遍历数组的后半部分,最多遍历
n个元素,时间复杂度O(n); - 后续判断和计算:都是常数级操作(O(1));
- 总时间复杂度:O(n) + O(n) + O(1) = O(n)(线性时间),其中n最大为100000,符合题目性能要求。
2. 额外空间复杂度
- 变量开销:
pre、suf、i、j、d等都是单个整型变量,空间开销为O(1); - 数组本身:代码中直接使用输入的
nums切片,没有额外创建新的数组/切片; - 辅助函数:
abs和min仅使用临时变量,无额外空间开销; - 总额外空间复杂度:O(1)(常数空间),不随数组长度变化。
总结
- 核心过程:先找最长严格递增前缀和最长严格递减后缀,判断是否存在有效分割;再根据前缀/后缀的衔接情况,修正重复元素的影响,计算最小绝对差值;
- 时间复杂度:O(n)(仅需两次线性遍历数组,其余为常数操作);
- 额外空间复杂度:O(1)(仅使用固定数量的变量,无额外数组/切片开销)。
Go完整代码如下:
package main
import (
"fmt"
)
func splitArray(nums []int) int64 {
n := len(nums)
// 最长严格递增前缀
pre := nums[0]
i := 1
for i < n && nums[i] > nums[i-1] {
pre += nums[i]
i++
}
// 最长严格递减后缀
suf := nums[n-1]
j := n - 2
for j >= 0 && nums[j] > nums[j+1] {
suf += nums[j]
j--
}
// 情况一
if i <= j {
return -1
}
d := pre - suf
// 情况二
if i-1 == j {
return int64(abs(d))
}
// 情况三,suf 多算了一个 nums[i-1],或者 pre 多算了一个 nums[i-1]
return int64(min(abs(d+nums[i-1]), abs(d-nums[i-1])))
}
func abs(x int) int {
if x < 0 {
return -x
}
return x
}
func main() {
nums := []int{1, 3, 2}
result := splitArray(nums)
fmt.Println(result)
}
Python完整代码如下:
# -*-coding:utf-8-*-
def split_array(nums):
n = len(nums)
# 最长严格递增前缀
pre = nums[0]
i = 1
while i < n and nums[i] > nums[i-1]:
pre += nums[i]
i += 1
# 最长严格递减后缀
suf = nums[n-1]
j = n - 2
while j >= 0 and nums[j] > nums[j+1]:
suf += nums[j]
j -= 1
# 情况一:前缀和后缀重叠或有间隙
if i <= j:
return -1
d = pre - suf
# 情况二:前缀和后缀刚好相邻
if i - 1 == j:
return abs(d)
# 情况三:前缀和后缀重叠了一个元素(nums[i-1])
# 需要计算两种情况的最小值
return min(abs(d + nums[i-1]), abs(d - nums[i-1]))
def main():
nums = [1, 3, 2]
result = split_array(nums)
print(result)
if __name__ == "__main__":
main()
C++完整代码如下:
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <cmath>
using namespace std;
long long splitArray(vector<int>& nums) {
int n = nums.size();
// 最长严格递增前缀
long long pre = nums[0];
int i = 1;
while (i < n && nums[i] > nums[i-1]) {
pre += nums[i];
i++;
}
// 最长严格递减后缀
long long suf = nums[n-1];
int j = n - 2;
while (j >= 0 && nums[j] > nums[j+1]) {
suf += nums[j];
j--;
}
// 情况一:前缀和后缀重叠或有间隙
if (i <= j) {
return -1;
}
long long d = pre - suf;
// 情况二:前缀和后缀刚好相邻
if (i - 1 == j) {
return abs(d);
}
// 情况三:前缀和后缀重叠了一个元素(nums[i-1])
// 需要计算两种情况的最小值
return min(abs(d + nums[i-1]), abs(d - nums[i-1]));
}
int main() {
vector<int> nums = {1, 3, 2};
long long result = splitArray(nums);
cout << result << endl;
return 0;
}