【Leetcode 每日一题】3250. 单调数组对的数目 I-解题过程

时间:2024-11-30 06:59:06

周赛三四题的水准,两道题目只在数据规模上有差异,目前只能尝试写灵神题解的解释。
这题虽然对两个数组有要求,但是实际上只需要枚举其中一个数组的情况,把对另外一个数组中元素的要求当成约束就行。
根据动态规划缩小问题规模的思想:

  • 原问题是下标 0 0 0 n − 1 n - 1 n1中的单调数组对的个数,且 a r r 1 [ n − 1 ] = j = 0 , 1 , 2 , . . . , n u m s [ n − 1 ] arr_1[n−1] = j = 0, 1, 2, ..., nums[n - 1] arr1[n1]=j=0,1,2,...,nums[n1]
  • 子问题是下标 0 0 0 i i i 中的单调数组对的个数,且 a r r 1 [ i ] = j arr_1[i] = j arr1[i]=j,将其记作 d p [ i ] [ j ] dp[i][j] dp[i][j]

k k k表示 a r r 1 [ i − 1 ] arr_1[i−1] arr1[i1],那么根据约束条件:   { a r r 1 [ i − 1 ] ≤ a r r 1 [ i ] a r r 2 [ i − 1 ] ≥ a r r 2 [ i ] \ \begin{cases} arr_1[i - 1] \le arr_1[i] \\ arr_2[i - 1] \ge arr_2[i] \\ \end{cases}  {arr1[i1]arr1[i]arr2[i1]arr2[i],即   { k ≤ j n u m s [ i − 1 ] − k ≥ n u m s [ i ] − j \ \begin{cases} k \le j \\ nums[i - 1] - k \ge nums[i] - j \\ \end{cases}  {kjnums[i1]knums[i]j,可以得到 k k k 的上界。
解得 k ≤ m i n ( j , n u m s [ i − 1 ] − n u m s [ i ] + j ) = j + m i n ( n u m s [ i − 1 ] − n u m s [ i ] , 0 ) k \le min(j, nums[i - 1] - nums[i] + j) = j + min(nums[i - 1] - nums[i], 0) kmin(j,nums[i1]nums[i]+j)=j+min(nums[i1]nums[i],0),由于所有数组中的元素都是非负的,而 n u m s [ i ] = a r r 1 [ i ] + a r r 2 [ i ] nums[i] = arr_1[i] + arr_2[i] nums[i]=arr1[i]+arr2[i],所以 k ≤ n u m s [ i − 1 ] k \le nums[i - 1] knums[i1]
m a x K = j + m i n ( n u m s [ i − 1 ] − n u m s [ i ] , 0 ) maxK = j + min(nums[i - 1] - nums[i], 0) maxK=j+min(nums[i1]nums[i],0),那么 d p [ i ] [ j ] = { 0 , m a x K < 0 Σ k = 0 m a x K d p [ i − 1 ] [ k ] , m a x K ≥ 0 dp[i][j] = \begin{cases} 0,& maxK \lt 0 \\ \mathop{\Sigma} \limits _ {k = 0} ^ {maxK} dp[i - 1][k],& maxK \ge 0 \\ \end{cases} dp[i][j]= 0k=0ΣmaxKdp[i1][k]maxK<0maxK0
这里 Σ k = 0 m a x K d p [ i − 1 ] [ k ] \mathop{\Sigma} \limits _ {k = 0} ^ {maxK} dp[i - 1][k] k=0ΣmaxKdp[i1][k] 表示对所有的 k k k 0 0 0 m a x K maxK maxK 的情况,求下标 0 0 0 i − 1 i - 1 i1 中的单调数组对的个数之和,要求 a r r 1 = k arr_1 = k arr1=k。这显然满足前缀和的定义,记 s [ j ] = Σ k = 0 j d p [ i − 1 ] [ k ] s[j] = \mathop{\Sigma} \limits _ {k = 0} ^ {j} dp[i - 1][k] s[j]=k=0Σjdp[i1][k],那么上述状态转移方程 ( 3 ) (3) (3) 可以简化为 d p [ i ] [ j ] = { 0 , m a x K < 0 s [ m a x K ] , m a x K ≥ 0 dp[i][j] = \begin{cases} 0,& maxK \lt 0 \\ s[maxK],& maxK \ge 0 \\ \end{cases} dp[i][j]={0s[maxK]maxK<0maxK0
初始值 d p [ 0 ] [ j ] = 1 dp[0][j] = 1 dp[0][j]=1,其中 j = 0 , 1 , 2 , . . . , n u m s [ 0 ] j = 0, 1, 2, ..., nums[0] j=0,1,2,...,nums[0]。这表示的是,下标 0 0 0 0 0 0 中的单调数组对的个数,也就是只考虑数组中第一个元素的情况, a r r 1 [ i ] arr_1[i] arr1[i] 可以是合法范围内任意值。

后续还有进一步优化,目前一下子掌握不了,先暂时放弃。