力扣 2354. 优质数对的数目

题目来源:https://leetcode.cn/problems/number-of-excellent-pairs/

大致题意:
给定一个数组和整数 k,找出不重复的优质数对的数目(若[1, 2] 是优质数对,则 [2, 1] 也是优质数对,不算重复),优质数对是指:

  • 设数对两个元素为 num1、num2,若 num1 & num2 和 num1 | num2 两个结果对应二进制中 1 的个数大于等于 k,则为优质数对

思路

num1 & num2 和 num1 | num2 两个结果对应二进制中 1 的个数

等价于

num1 和 num2 对应二进制中位置相同的 1 的个数 * 2 与 num1 和 num2 对应二进制中位置不同的 1 的个数

也就等价于

num1 和 num2 本身二进制中 1 的个数

所以这道题其实就是脑筋急转弯,优质数对就是两个数的二进制中 1 的个数大于等于 k

那么解题步骤为:

  1. 使用一个 bitCount 数组统计原数组元素二进制中不同 1 的个数的出现次数
  2. 双重循环枚举 1 的个数大于等于 k 的数对个数

具体看代码:

public long countExcellentPairs(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        long ans = 0;
        // 存二进制不同 1 的个数的统计值
        int[] bitCount = new int[33];
        // 用来去重
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        // 统计
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // 不统计重复数字
            if (set.add(nums[i])) {
                bitCount[Integer.bitCount(nums[i])]++;
            }
        }
        // 枚举优质数对个数
        for (int i = 1; i < 33; i++) {
            for (int j = 1; j < 33; j++) {
                // 当 1 的个数大于等于 k 时,即为优质数对
                if (i + j >= k) {
                    // 计算笛卡尔积并统计
                    ans += bitCount[i] * bitCount[j];
                }
            }
        }
        return ans;
    }
### 解决 LeetCode 15 题:三之和问题 LeetCode 15 题要求找出组中所有满足三之和为 0 的唯一组合。为了避免重复的三元组,需要对组进行排序,并在遍历时跳过重复值。 #### 算法思路 1. **排序组**:将输入组排序,这样有助于在查找过程中跳过重复值,并且可以通过双指针法高效地找到符合条件的三元组。 2. **遍历组**:将当前元素作为第一个,使用双指针法查找剩余两个,使得三者的和为 0。 3. **避免重复**:在遍历过程中,如果当前元素与前一个元素相同,则跳过,以避免重复的三元组。 4. **双指针法**:对于当前元素后的子组,使用左右指针分别从两端向中间移动,寻找符合条件的组合。如果三之和小于 0,则左指针右移;如果大于 0,则右指针左移;如果等于 0,则记录当前三元组,并继续移动指针以寻找其他组合。 #### C++ 实现代码 ```cpp #include <vector> #include <algorithm> class Solution { public: std::vector<std::vector<int>> threeSum(std::vector<int>& nums) { std::vector<std::vector<int>> result; int n = nums.size(); // 对组进行排序 std::sort(nums.begin(), nums.end()); for (int i = 0; i < n - 2; ++i) { // 跳过重复的 nums[i] if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue; int left = i + 1, right = n - 1; while (left < right) { int sum = nums[i] + nums[left] + nums[right]; if (sum < 0) { ++left; // 和过小,左指针右移 } else if (sum > 0) { --right; // 和过大,右指针左移 } else { // 找到符合条件的三元组 result.push_back({nums[i], nums[left], nums[right]}); // 跳过重复的 nums[left] while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) ++left; // 跳过重复的 nums[right] while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) --right; ++left; // 继续寻找下一个可能的组合 --right; } } } return result; } }; ``` #### 代码说明 - **排序**:通过 `std::sort` 对组排序,使后续的双指针操作能够更高效地进行。 - **外层循环**:遍历组,将当前元素 `nums[i]` 作为第一个。 - **内层双指针**:在 `left` 和 `right` 指针之间寻找满足 `nums[i] + nums[left] + nums[right] == 0` 的组合。 - **去重处理**:通过比较当前元素与前一个元素是否相同,跳过重复值,确保结果中没有重复的三元组。 这种方法的时间复杂度为 $O(n^2)$,因为外层循环是 $O(n)$,而内层双指针操作也是 $O(n)$。空间复杂度取决于结果存储,最坏情况下为 $O(n^2)$。 ---
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