【差分数组】【图论】【分类讨论】【整除以2】100213按距离统计房屋对数目

简介: 【差分数组】【图论】【分类讨论】【整除以2】100213按距离统计房屋对数目

LeetCode100213按距离统计房屋对数目

给你三个 正整数 n 、x 和 y 。

在城市中,存在编号从 1 到 n 的房屋,由 n 条街道相连。对所有 1 <= i < n ,都存在一条街道连接编号为 i 的房屋与编号为 i + 1 的房屋。另存在一条街道连接编号为 x 的房屋与编号为 y 的房屋。

对于每个 k(1 <= k <= n),你需要找出所有满足要求的 房屋对 [house1, house2] ,即从 house1 到 house2 需要经过的 最少 街道数为 k 。

返回一个下标从 1 开始且长度为 n 的数组 result ,其中 result[k] 表示所有满足要求的房屋对的数量,即从一个房屋到另一个房屋需要经过的 最少 街道数为 k 。

注意,x 与 y 可以 相等 。

示例 1:

输入:n = 3, x = 1, y = 3

输出:[6,0,0]

解释:让我们检视每个房屋对

  • 对于房屋对 (1, 2),可以直接从房屋 1 到房屋 2。
  • 对于房屋对 (2, 1),可以直接从房屋 2 到房屋 1。
  • 对于房屋对 (1, 3),可以直接从房屋 1 到房屋 3。
  • 对于房屋对 (3, 1),可以直接从房屋 3 到房屋 1。
  • 对于房屋对 (2, 3),可以直接从房屋 2 到房屋 3。
  • 对于房屋对 (3, 2),可以直接从房屋 3 到房屋 2。
    示例 2:
    输入:n = 5, x = 2, y = 4
    输出:[10,8,2,0,0]
    解释:对于每个距离 k ,满足要求的房屋对如下:
  • 对于 k == 1,满足要求的房屋对有 (1, 2), (2, 1), (2, 3), (3, 2), (2, 4), (4, 2), (3, 4), (4, 3), (4, 5), 以及 (5, 4)。
  • 对于 k == 2,满足要求的房屋对有 (1, 3), (3, 1), (1, 4), (4, 1), (2, 5), (5, 2), (3, 5), 以及 (5, 3)。
  • 对于 k == 3,满足要求的房屋对有 (1, 5),以及 (5, 1) 。
  • 对于 k == 4 和 k == 5,不存在满足要求的房屋对。
    示例 3:
    输入:n = 4, x = 1, y = 1
    输出:[6,4,2,0]
    解释:对于每个距离 k ,满足要求的房屋对如下:
  • 对于 k == 1,满足要求的房屋对有 (1, 2), (2, 1), (2, 3), (3, 2), (3, 4), 以及 (4, 3)。
  • 对于 k == 2,满足要求的房屋对有 (1, 3), (3, 1), (2, 4), 以及 (4, 2)。
  • 对于 k == 3,满足要求的房屋对有 (1, 4), 以及 (4, 1)。
  • 对于 k == 4,不存在满足要求的房屋对。

分类讨论

x,y从1开始,x–,y–让其从0开始。如果x> y,交换x和y。

如果xy,直接处理:{(n-1)*2,(n-2)2…}
题目要计算的是:除了起点和终点外,经过的房屋数。
起点i和终点j相同,不统计。
起点和终点互换,需要统计。可以只统计起点<终点,最后将结果
2。
整个路径可以四个节点i,x,y,j表示。
一,各节点最多出现1次,否则有环,将环删除。
二,i,j 必定出现1次,x和y要么都出现1次,要么不出现。
三,第一个节点必定是i,最后一个节点必定是j。
理论上有六种可能,实际上只有五种:

image.pngimage.png

image.png


我们枚举i,计算j,故x,y,i可以看做常数,可以求出相等的临界值的j。

情况二一:

image.png


情况二六:

image.png


代码

核心代码

class Solution {
public:
  vector<long long> countOfPairs(int n, int x, int y) {   
    vector<long long> vRet(n);
    if (x == y)
    {
      vRet.clear();
      for (int i = n - 1; i >= 0; i--)
      {
        vRet.emplace_back(i * 2);
      }
      return vRet;
    }
    if (x > y )
    {
      swap(x, y);
    }
    x--;
    y--;
    int i = 0;
#define Path1(j) (j - i -1 )
    auto Path2 = [&i,&x,&y]( const int j)
    {
      return abs(i - x) + abs(j - y);
    };
    vector<long long> vDiff(n);
    auto Add = [&](int left, int len)
    {
      if (len <= 0)
      {
        return;
      }
      vDiff[left] += 2 ;
      vDiff[left+len] -= 2 ;
    };
    for (; i < x; i++)
    {
      //j 在[y,n)
      const int iy = max(i + 1, y);
      if (n - iy > 0)
      {
        Add(Path2(iy), n - iy);
      } 
      //j在(i,y)
      if( y - i -1 > 0 )
      {//i->x->y-j [j0,y)
        const int j0 = (x + y + 2) / 2; 
        Add(Path2(y-1), y - j0);
        //(i,j0)
        Add(0, j0 - i - 1);
      }
    }
    for (; i < n; i++)
    {
      //j在(max(y-1,i),n)
      if (2*i <= x + y-1)
      {//i->x->y-j
        Add(Path2(max(y-1, i) +1), n - max(y-1, i) -1);
      }
      else
      {
        Add(Path1(max(y-1, i) +1), n - max(y-1, i) -1);
      }
      //j在(i,y)
      if (y - i - 1 > 0)
      {
        int j0 = min(y,(2 * i + y - x + 2) / 2);
        j0 = max(j0, i + 1);
        //if (y - j0 >= 0)
        {
          //j在[j0,y) i->x->y-j 
          Add(Path2(y - 1), y - j0);
          //j在(i,j0)
          Add(0, j0 - i - 1);
        }
      }
    }
    long long cur=0;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
      cur += vDiff[i];
      vRet[i] = cur;
    }
    return vRet;
  }
};

测试用例

template<class T>
void Assert(const T& t1, const T& t2)
{
  assert(t1 == t2);
}
template<class T>
void Assert(const vector<T>& v1, const vector<T>& v2)
{
  if (v1.size() != v2.size())
  {
    assert(false);
    return;
  }
  for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
  {
    Assert(v1[i], v2[i]);
  }
}
int main()
{ 
  int n,  x,  y;
  {
    Solution sln;
    n = 6, x = 1, y = 5;
    auto res = sln.countOfPairs(n, x, y);
    Assert(res, vector<long long>{ 12, 14, 4, 0, 0, 0 });
  }
  {
    Solution sln;
    n = 3, x = 2, y = 2;
    auto res = sln.countOfPairs(n, x, y);
    Assert(res, vector<long long>{4, 2, 0});
  }
  {
    Solution sln;
    n = 4, x = 1, y = 1;
    auto res = sln.countOfPairs(n, x, y);
    Assert(res, vector<long long>{6, 4, 2, 0});
  }
  {
    Solution sln;
    n = 5, x = 2, y = 4;
    auto res = sln.countOfPairs(n, x, y);
    Assert(res, vector<long long>{10, 8, 2, 0, 0});
  }
  {
    Solution sln;
    n = 3, x = 1, y = 3;    
    auto res = sln.countOfPairs(n,x,y);
    Assert(res, vector<long long>{6, 0, 0});
  }   
  {
    Solution sln;
    n = 2, x = 2, y = 2;
    auto res = sln.countOfPairs(n, x, y);
    Assert(res, vector<long long>{2, 0});
  }
}


扩展阅读

视频课程

有效学习:明确的目标 及时的反馈 拉伸区(难度合适),可以先学简单的课程,请移步CSDN学院,听白银讲师(也就是鄙人)的讲解。

https://edu.csdn.net/course/detail/38771

如何你想快

速形成战斗了,为老板分忧,请学习C#入职培训、C++入职培训等课程

https://edu.csdn.net/lecturer/6176

相关下载

想高屋建瓴的学习算法,请下载《喜缺全书算法册》doc版

https://download.csdn.net/download/he_zhidan/88348653

测试环境

操作系统:win7 开发环境: VS2019 C++17

或者 操作系统:win10 开发环境: VS2022 C++17

如无特殊说明,本算法用**C++**实现。

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