2026-08-07:移除子数组元素后第 K 小偶数。用go语言,给定一个严格递增的整数数组 nums,以及一组查询,每个查询包含三个整数 l、r 和 k。
对于每个查询,我们只看 nums 中下标从 l 到 r 的这一段连续子数组。
接着,考虑所有正偶数组成的无限序列:2, 4, 6, 8, 10, …
从这个序列中,剔除掉那些正好等于上述子数组里出现的数值的元素。
剔除之后,序列仍然保持从小到大排列,我们需要找出这个新序列中的第 k 个最小的整数。
最后,将每个查询对应的第 k 个最小整数按顺序放入结果数组中返回。
注意:nums 本身是严格递增的,所以任意子数组中的元素也是严格递增且互不相同的。
1 <= nums.length <= 100000。
1 <= nums[i] <= 1000000000。
nums 是严格递增的。
1 <= queries.length <= 100000。
queries[i] = [li, ri, ki]。
0 <= li <= ri < nums.length。
1 <= ki <= 1000000000。
输入: nums = [1,4,7], queries = [[0,2,1],[1,1,2],[0,0,3]]。
输出: [2,6,6]。
解释:
i
queries[i]
nums[li..ri]
移除的偶数
剩余的偶数
ki
ans[i]
0
[0, 2, 1]
[1, 4, 7]
2, 6, 8, ...
1
2
1
[1, 1, 2]
2, 6, 8, ...
2
6
2
[0, 0, 3]
2, 4, 6, ...
3
6
因此,ans = [2, 6, 6]。
题目来自力扣3911。
算法总体思路
本题要求对每个查询,在全局正偶数序列(2, 4, 6, …)中删除指定子数组里出现的偶数后,找出第 k 个剩下的偶数。
由于nums本身严格递增,子数组中的偶数也是严格递增且互不重复,因此我们可以利用“删除偶数在原偶数序列中的序号”来快速定位。
核心思想:
将每个偶数v映射为其在偶数序列中的序号v / 2(从 1 开始)。
对于某个查询,子数组中所有偶数对应的序号构成一个严格递增的集合S(记为被删除的序号)。
我们要求在删除S后,剩下的序号中第k个最小的序号t,然后答案就是2 * t。
预处理
1. 遍历整个
nums,找出所有值为偶数的元素,并记录它们的原始下标,存入数组evenPos。
• 因为
nums严格递增,所以evenPos中的下标也是严格递增的。• 这一步耗时 O(n),n 为
nums长度。
对于每个查询[l, r, k],我们按如下过程计算答案:
1. 定位子数组内所有偶数下标
• 在
evenPos中,使用二分查找找到第一个≥ l的位置left。• 再找到第一个≥ r+1的位置
right(由于r是闭区间,r+1作为开区间右边界)。• 则
evenPos[left : right]就是所有落在[l, r]区间内的偶数下标,记为数组pos,其长度为m。• 若
m = 0,说明子数组中没有偶数,删除集合为空,那么第k个剩余偶数就是整个偶数序列的第k个,即2 * k。
• 对于
pos中的第j个元素(0 ≤ j < m),其对应的偶数值为nums[pos[j]],该偶数在全局偶数序列中的序号为nums[pos[j]] / 2。• 在考虑这个偶数之前,全局序号小于它的偶数共有
nums[pos[j]] / 2 - 1个。• 由于
pos[0..j-1]都是比它更小的被删除偶数(共j个),所以在所有小于该偶数的偶数中,被删除的个数正好是j。• 因此,在该偶数之前(不包括它本身)剩余的偶数个数为:
剩余个数 = (nums[pos[j]] / 2 - 1) - j。
k个剩余偶数落在哪个区间• 我们需要在所有被删除偶数(共
m个)中找到“分界点”。• 定义函数
f(j)(其中0 ≤ j ≤ m):• 当
j = m时,表示所有被删除偶数都已考虑完毕,此时可以认为f(m) = true(即第k个剩余偶数一定在所有被删除偶数之后)。• 当
0 ≤ j < m时,f(j) = ( (nums[pos[j]] / 2 - 1 - j) ≥ k )。
• 由于
nums严格递增且偶数至少增加 2,可证明f(j)的值随着j增大从false单调变为true。因此可以在[0, m]上进行二分查找,找到最小的j使得f(j)成立。
• 找到的
j表示:在前j个被删除偶数之前,已经有至少k个剩余偶数;但在前j-1个之前不够。• 因此,第
k个剩余偶数一定位于第j-1个被删除偶数之后、第j个被删除偶数之前(若j=0,则在第一个被删除偶数之前;若j=m,则在所有被删除偶数之后)。• 此时,在所有小于该答案的偶数中,恰好有
j个被删除(即pos[0..j-1]),所以该答案在原始偶数序列中的序号为j + k。• 最终答案为
(j + k) * 2。
• 如果
f(j)为真,说明在第j个被删除偶数之前,剩余的偶数个数已经不少于k,那么第k个剩余偶数不可能在第j个被删除偶数之后,答案的序号小于等于nums[pos[j]] / 2(但不会等于它,因为该值已被删除),因此我们可以把搜索范围向左收缩。• 如果
f(j)为假,则说明前面剩余个数不足k,答案必然在第j个被删除偶数之后,搜索范围向右移动。• 二分查找最终确定分界点,使计算准确。
• 预处理:遍历一次
nums,O(n),n 为nums长度。• 每个查询需要三次二分查找:
1. 在
evenPos中找left,O(log n);2. 找
right,O(log n);3. 在
pos上二分,O(log m) ≤ O(log n)。
• 总查询数为 q,所以总时间复杂度为O(n + q log n)。
额外空间复杂度
• 存储
evenPos数组,最多 O(n)。• 存储答案数组,O(q)。
• 其他临时变量 O(1)。
• 因此总额外空间复杂度为O(n + q)。
对于题中示例nums = [1,4,7],queries = [[0,2,1],[1,1,2],[0,0,3]],过程可归纳为:
• 预处理的
evenPos = [1](只有下标 1 的 4 是偶数)。• 查询 0:子数组
[1,4,7],pos = [1],m=1,二分得到j=0(因为4/2-1-0 = 1 ≥ 1),答案(0+1)*2=2。• 查询 1:子数组
[4],同样pos=[1],k=2,f(0)=1-0=1 < 2,f(1)=true(j=m),所以j=1,答案(1+2)*2=6。• 查询 2:子数组
[1],无偶数,pos=[],m=0,二分返回j=0,答案(0+3)*2=6。
结果[2,6,6],与预期一致。
package main
import (
"fmt"
"sort"
)
func kthRemainingInteger(nums []int, queries [][]int) []int {
// 记录所有偶数的下标
evenPos := []int{}
for i, x := range nums {
if x%2 == 0 {
evenPos = append(evenPos, i)
}
}
ans := make([]int, len(queries))
for i, q := range queries {
// 找到询问对应的 evenPos 的子数组
l := sort.SearchInts(evenPos, q[0])
r := sort.SearchInts(evenPos, q[1]+1)
pos := evenPos[l:r]
k := q[2]
// 推导过程见 1539 题解
j := sort.Search(len(pos), func(j int) bool {
return nums[pos[j]]/2-1-j >= k
})
ans[i] = (j + k) * 2
}
return ans
}func main() {
nums := []int{1, 4, 7}
queries := [][]int{{0, 2, 1}, {1, 1, 2}, {0, 0, 3}}
result := kthRemainingInteger(nums, queries)
fmt.Println(result)
}
Python完整代码如下:
# -*-coding:utf-8-*-
import bisect
def kthRemainingInteger(nums, queries):
# 收集 nums 中所有偶数元素的下标(因为 nums 严格递增,下标也是递增的)
even_pos = [i for i, x in enumerate(nums) if x % 2 == 0]
ans = []
for l, r, k in queries:
# 在 even_pos 中定位落在 [l, r] 区间内的下标范围
left = bisect.bisect_left(even_pos, l)
right = bisect.bisect_right(even_pos, r)
pos = even_pos[left:right] # 这些下标对应的 nums 值都是偶数,且在子数组内
# 二分查找最小的 j,使得 nums[pos[j]]//2 - 1 - j >= k
lo, hi = 0, len(pos)
while lo < hi:
mid = (lo + hi) // 2
# 当前偶数在原始偶数序列中的序号(从0开始)减去前面已移除的偶数个数
if nums[pos[mid]] // 2 - 1 - mid >= k:
hi = mid
else:
lo = mid + 1
j = lo
# 第 k 个剩余偶数的原始序号为 j + k,数值为 (j + k) * 2
ans.append((j + k) * 2)
return ans
def main():
nums = [1, 4, 7]
queries = [[0, 2, 1], [1, 1, 2], [0, 0, 3]]
result = kthRemainingInteger(nums, queries)
print(result)if __name__ == "__main__":
main()
C++完整代码如下:
using namespace std;vector kthRemainingInteger(vector& nums, vector int >>& queries) {
vector< int > evenPos;
// 收集 nums 中所有偶数元素的下标
for ( int i = 0 ; i < ( int )nums.size(); ++i) {
if (nums[i] % 2 == 0 ) {
evenPos.push_back(i);
}
}
vector< int > ans;
ans.reserve(queries.size());
for (auto& q : queries) {
int l = q[ 0 ], r = q[ 1 ], k = q[ 2 ];
// 在 evenPos 中定位属于 [l, r] 的下标范围
int leftIdx = lower_bound(evenPos.begin(), evenPos.end(), l) - evenPos.begin();
int rightIdx = lower_bound(evenPos.begin(), evenPos.end(), r + 1 ) - evenPos.begin();
int m = rightIdx - leftIdx; // 该区间内偶数的个数
// 二分查找最小的 j,使得 nums[evenPos[leftIdx + j]] / 2 - 1 - j >= k
int lo = 0 , hi = m;
while (lo < hi) {
int mid = (lo + hi) / 2 ;
int idx = evenPos[leftIdx + mid];
if (nums[idx] / 2 - 1 - mid >= k) {
hi = mid;
} else {
lo = mid + 1 ;
}
}
int j = lo;
ans.push_back((j + k) * 2 );
}
return ans;
}
int main() {
vector< int > nums = { 1 , 4 , 7 };
vector int >> queries = {{ 0 , 2 , 1 }, { 1 , 1 , 2 }, { 0 , 0 , 3 }};
vector< int > result = kthRemainingInteger(nums, queries);
for ( int x : result) {
cout << x << " " ;
}
cout << endl;
return 0 ;
}
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