3066. 超过阈值的最少操作数 II

给你一个下标从 0 开始的整数数组 nums 和一个整数 k 。

一次操作中,你将执行:

选择 nums 中最小的两个整数 x 和 y 。
将 x 和 y 从 nums 中删除。
将 min(x, y) * 2 + max(x, y) 添加到数组中的任意位置。
注意,只有当 nums 至少包含两个元素时,你才可以执行以上操作。

你需要使数组中的所有元素都大于或等于 k ,请你返回需要的 最少 操作次数。

示例 1:

输入:nums = [2,11,10,1,3], k = 10
输出:2
解释:第一次操作中,我们删除元素 1 和 2 ,然后添加 1 * 2 + 2 到 nums 中,nums 变为 [4, 11, 10, 3] 。
第二次操作中,我们删除元素 3 和 4 ,然后添加 3 * 2 + 4 到 nums 中,nums 变为 [10, 11, 10] 。
此时,数组中的所有元素都大于等于 10 ,所以我们停止操作。
使数组中所有元素都大于等于 10 需要的最少操作次数为 2 。
示例 2:

输入:nums = [1,1,2,4,9], k = 20
输出:4
解释:第一次操作后,nums 变为 [2, 4, 9, 3] 。
第二次操作后,nums 变为 [7, 4, 9] 。
第三次操作后,nums 变为 [15, 9] 。
第四次操作后,nums 变为 [33] 。
此时,数组中的所有元素都大于等于 20 ,所以我们停止操作。
使数组中所有元素都大于等于 20 需要的最少操作次数为 4 。

提示:

2 <= nums.length <= 2 * 105
1 <= nums[i] <= 109
1 <= k <= 109
输入保证答案一定存在,也就是说一定存在一个操作序列使数组中所有元素都大于等于 k 。

解题思路:
1. PriorityQueue 简介
PriorityQueue 是 Java 集合框架中的一种数据结构,它实现了队列接口,并且是一个基于优先级堆的无界队列。PriorityQueue 具有以下特点:
元素顺序:默认情况下,PriorityQueue 按照自然顺序对元素进行排序(即实现 Comparable 接口的对象),或者可以根据构造函数中提供的 Comparator 进行排序。
线程不安全:PriorityQueue 不是线程安全的,如果需要在多线程环境中使用,可以使用 Collections.synchronizedList 或者 ConcurrentSkipListMap 等线程安全的替代品。
不允许 null 元素:PriorityQueue 不允许插入 null 元素,除非指定了允许 null 的比较器
2.有了PriorityQueue那么实现这种题目就很简单了,只需要判断PriorityQueue里面最小的数大于k就可以了

完整代码
        class Solution {
            /**
             * 计算将数组中的元素通过最少次数的操作变为至少k的最小操作次数
             * 操作定义为:选择两个数字,将它们替换为这两个数字的和加上其中一个数字
             * 
             * @param nums 给定的整数数组
             * @param k 目标值
             * @return 返回达到目标值k所需的最小操作次数
             */
            public int minOperations(int[] nums, int k) {
                // 初始化操作次数为0
                int res = 0;
                // 使用优先队列来存储数组中的数字,以便可以高效地访问和操作最小值
                PriorityQueue<Long> pq = new PriorityQueue<>();
                // 将数组中的所有数字添加到优先队列中
                for (long num : nums) {
                    pq.offer(num);
                }
                // 当优先队列中的最小值小于目标值k时,执行操作
                while (pq.peek() < k) {
                    // 从优先队列中取出两个最小的数字
                    long x = pq.poll(), y = pq.poll();
                    // 将两个数字的和加上其中一个数字放回优先队列,并增加操作次数
                    pq.offer(x + x + y);
                    res++;
                }
                // 返回达到目标值k所需的最小操作次数
                return res;
            }
        }
posted @ 2025-01-15 15:15  JAVA-CHENG  阅读(59)  评论(0)    收藏  举报