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leetcode 2001 ~ 2050
统计理想数组的数目

统计理想数组的数目

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题目描述

代码结果

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解释

方法:

此题解采用数学组合学和质因数分解的方法。首先,预处理计算1到maxValue之间每个整数的质因数分解情况,并记录每个质因数的个数。核心思想是计算每个数字作为数组起始元素时,可以形成多少个符合条件的理想数组。对于每个数x,根据其质因数的分解,利用组合公式计算以x开始且满足条件的数组个数。组合公式 comb(n + k - 1, k) 用于计算添加 k 个相同的数到长度为 n 的序列的方法数,其中 n 为原序列长度。对于数组中的每个数,可以视为序列中增加了该数的质因数的个数,因此应用上述组合公式。最后将所有计算结果累加得到答案。

时间复杂度:

O(maxValue * (sqrt(maxValue) + n))

空间复杂度:

O(maxValue * log(maxValue) + n)

代码细节讲解

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这个题解中提到的组合公式`comb(n + k - 1, k)`是如何得出的,它在这个问题中代表了什么意义?
组合公式`comb(n + k - 1, k)`代表的是从`n + k - 1`个位置中选择`k`个位置的组合数,这在数学中也称为'带重复的组合问题'。在这个问题中,将一个数的质因数看作是不可区分的物品,数组的长度看作是`n`个不同的盒子,问题转化为将这些不可区分的物品放入不同的盒子中的方法数。比如,一个数的某个质因数出现了`k`次,那么问题就变成了在`n`个不同的位置上填充这`k`个相同的质因数,可以用这个组合公式来计算。
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在计算质因数分解时,为什么会在`x > 1`后直接将质因数计数加为1,这是否意味着所有剩余的数都只有一个质因数?
在质因数分解的过程中,如果在内层循环结束后`x`仍大于1,这意味着`x`是一个质数,因为所有小于`x`的质因数已经被除尽。此时`x`本身就是一个质因数,且未在循环中被分解,因此其计数应该为1。这一步骤确保了每一个大于1的余数都被认为是其本身的质因数,且出现次数为1。
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题解中的`for k in ks[x]`循环是如何确保所有的理想数组都被正确计算的?是否有可能漏掉某些组合?
在题解中,`ks[x]`记录了数字`x`的所有质因数的次数。对于每一个质因数的次数`k`,通过计算`comb(n + k - 1, k)`来得出将这个质因数`k`次放入`n`个不同位置的方法数。循环遍历每个质因数确保考虑了所有质因数的组合方式。最终,这些组合数的乘积给出了以`x`为起始值的理想数组的数目。通过乘积操作,我们实际上是在计算多个质因数组合在一起的总方法数,从而确保了所有可能的组合都被计算在内。因此,该循环能够正确计算所有理想数组的数目,不会漏掉任何组合。

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