使数组中所有元素相等的最小操作数
难度:
标签:
题目描述
代码结果
运行时间: 19 ms, 内存: 16.1 MB
/*
* 思路:
* 1. 根据题意,数组 arr 的元素为奇数序列 [1, 3, 5, ..., (2n-1)]。
* 2. 目标是将所有元素变为相等,由于数组的平均值是中位数,因此最终所有元素应变为中位数。
* 3. 计算中位数后,计算每个元素与中位数的差值之和即可得到最小操作数。
* 4. 使用 Java Stream API 实现。
*/
import java.util.stream.IntStream;
public class Solution {
public int minOperations(int n) {
int median = n; // 因为 arr[i] = (2 * i) + 1,数组中位数是 n
return IntStream.range(0, n)
.map(i -> Math.abs((2 * i) + 1 - median))
.sum() / 2; // 每次操作会使两个元素接近,所以除以 2
}
}
解释
方法:
该题目的解决思路是通过数学方法计算使数组中所有元素相等的最小操作数。首先,给定数组 arr 是由奇数构成,其中 arr[i] = (2*i) + 1。数组的总和是由首项1,末项(2*n - 1)的等差数列和公式计算得出。当n为奇数时,目标值是数组总和除以n的结果;当n为偶数时,目标值同样是数组总和除以n。然后,通过计算达到目标值需要的操作数,发现当n为偶数时,操作数是n的平方除以4;当n为奇数时,操作数是(n的平方减1)除以4。
时间复杂度:
O(1)
空间复杂度:
O(1)
代码细节讲解
🦆
在解题代码中,为什么在n为奇数时使用的公式是`(n的平方减1)除以4`,而在n为偶数时是`n的平方除以4`?这两个公式的数学逻辑是什么?
▷🦆
题解中提到的目标值是数组总和除以n,这个目标值是否总是一个整数?如果不是,怎样处理?
▷🦆
题解中提到操作数的计算,这里的操作数是如何定义的?例如,操作数是指单次操作还是总的操作步数?
▷🦆
解题思路中提到数组总和的计算,具体是如何计算这个等差数列的和的?能否展示这一计算的详细步骤?
▷