【每日算法Day 103】老题新做，几乎不会有人想到的解法，它来了

前两天 Day 99 的时候，做过一道顺子的题目，当时有一个网友的妙解有点没看懂，今天我来给大家详细讲解一下。

题目链接

LeetCode 846. 一手顺子[1]

往期回顾：
【每日算法Day 99】你们可能不知道只用20万赢到578万是什么概念[2]

题目描述

卢本伟有一手（hand）由整数数组给定的牌。

现在她想把牌重新排列成组，使得每个组的大小都是 W，且由 W 张连续的牌组成。

如果她可以完成分组就返回 true，否则返回 false。

说明：

1 <= hand.length <= 10000
0 <= hand[i] <= 10^9
1 <= W <= hand.length

示例1

        输入：
hand = [1,2,3,6,2,3,4,7,8], W = 3
输出:
true
解释：
卢本伟的手牌可以被重新排列为 [1,2,3]，[2,3,4]，[6,7,8]。

示例2

        输入：
hand = [1,2,3,4,5], W = 4
输出:
false
解释：
卢本伟的手牌无法被重新排列成几个大小为 4 的组。

题解

这题的妙解来自于题解区网友 zhanzq，当时没怎么看懂，现在我来给大家讲解一下。

网友题解地址[3]

我们用一个例子来讲解：

假设 W = 3，给定的手牌正好是三个顺子：[1,2,3], [2,3,4], [6,7,8] 。

那么我们统计出每张牌的数量，并且从小到大排序，记为 count ，这里就是 [1,2,2,1,0,1,1,1,0] ，并且在数字不连续处和末尾补 0 （作用后面会详细说）。

然后从小到大遍历每一张牌，首先 1 只有一张，那么如果它和后面牌能构成顺子，那么 2, 3 至少要有一张才行，于是 total 数组后面两个位置都加上 1 。
然后遍历到 2 ，因为 2 的数量是大于该位置处的 total 值的，所以 2 的数量足够满足前面的牌顺子要求。此外 2 还会多出一张，那么后面两个位置至少要有一张牌才行，于是 total 后面两个位置再加上 1 。
然后遍历 3, 4 ，发现数量正好都等于 total ，那说明它俩正好和前面的牌构成顺子，一点都不会多余。
然后遍历到 0 了，这就说明和前面的牌断开了。如果这时候 total 不为 0 ，就说明中间缺失了一些牌，前面存在顺子没法补足结尾。而如果最开始没有填充 0 的话，就没有办法判断这里的牌是否和前面连续的，你就有可能把 6 这张牌直接接到 4 后面组成顺子了。
然后遍历 6, 7, 8 同理，在对应位置处更新 total 就行了。
最后遍历 0 ，发现 total 也是 0 ，那就说明整副牌可以构成顺子，完美！

时间复杂度是 $O(n \log n + nW)$ ，这题数据不强也可以过的。

有没有办法优化呢？其实更新 total 这一步可以优化掉 $O(W)$ 这个复杂度，直接 $O(1)$ 更新 total 。

首先遍历 1 ，因为 1 只有一张，那么如果它和后面牌能构成顺子，那么 2, 3 至少要有一张才行。但是这里我们不对这几张牌的 total 加上一，而是在这个顺子结尾的下一张牌处的 deltas 减去 1 。
然后遍历 2 ，那么这时候没有 total 了，怎么计算应该扣除多少前面顺子需要的 2 呢？其实只需要用前一张牌的牌数加上当前的 deltas 值就行了。为什么呢？前面一张牌有多少张，你当前这张就得至少有那么多去构成顺子，但是如果前面一张牌是某些顺子的结尾，你还得扣掉一些，而扣掉的数值正好就是当前的 deltas ，这在前面顺子的开头处已经记录过了。
后面操作类似，就不详细阐述了。

这种方法精髓就在于，不需要直接更新所有的 total 值，只需要在顺子结尾下一个元素处更新一下 deltas 就行了，每次的 total 可以通过上一张牌的 count 和当前的 deltas 推算出来。

这样总的时间复杂度就降到了 $O(n \log n + n)$ ，近似 $O(n \log n)$ 。

不得不说，这个方法还是非常妙的，反正我是一下子想不到的，看了代码都想了很久才想通。

代码

暴力更新（c++）

        class Solution {public:bool valid(vector<int> &count, int W) {int n = count.size();vector<int> total(n, 0);for (int i = 0; i < n; ++i) {if (count[i] > total[i]) {int delta = count[i] - total[i];for (int j = i; j < i+W && j < n; ++j) total[j] += delta;} else if (count[i] < total[i]) {return false;}}return true;}bool isNStraightHand(vector<int>& hand, int W) {int n = hand.size();if (W == 1) return true;if (n%W) return false;sort(hand.begin(), hand.end());vector<int> count;int i = 0, j = 0;while (i < n) {while (j < n && hand[i] == hand[j]) j++;count.push_back(j-i);if (j >= n) break;else if (hand[j] != hand[j-1]+1) count.push_back(0);i = j;}count.push_back(0);return valid(count, W);}
};

优化（c++）

        class Solution {public:bool valid(vector<int> &count, int W) {int n = count.size(), pre = 0;vector<int> deltas(n, 0);for (int i = 0; i < n; ++i) {pre += deltas[i];if (pre < count[i]) {int delta = count[i] - pre;pre = count[i];if (i + W < n) deltas[i+W] -= delta;} else if (pre > count[i]) {return false;}}return true;}bool isNStraightHand(vector<int>& hand, int W) {int n = hand.size();if (W == 1) return true;if (n%W) return false;sort(hand.begin(), hand.end());vector<int> count;int i = 0, j = 0;while (i < n) {while (j < n && hand[i] == hand[j]) j++;count.push_back(j-i);if (j >= n) break;else if (hand[j] != hand[j-1]+1) count.push_back(0);i = j;}count.push_back(0);return valid(count, W);}
};

参考资料

[1]

LeetCode 846. 一手顺子: https://leetcode-cn.com/problems/hand-of-straights/

[2]

【每日算法Day 99】你们可能不知道只用20万赢到578万是什么概念: https://godweiyang.com/2020/04/13/leetcode-846/

[3]

网友题解地址: https://leetcode-cn.com/problems/hand-of-straights/solution/onlognsuan-fa-by-zhanzq/